بخشی از مقاله
چکیده
هدف اصلی این پژوهش، بررسی امکان تصفیه آبهای آلوده به فلزات روی، مس و سرب توسط پروفیل خاک میباشد. بدین منظور ٣ عدد لیسیمتر زهکشدار استوانهای شکل به قطر ٦٠ سانتیمتر و ارتفاع ١٠٠ سانتیمتر از جنس پلاستیک تهیه و با خاک سبک لومشنی پر شدند. آبیاری لیسیمترها با استفاده از آب آلوده به روی به میزان mg/l ٢٥، مس به میزان mg/l ١ و سرب به میزان mg/l ٢ صورت پذیرفت. این غلظتها بر اساس دو برابر غلظت یافت شده در نهر فیروزآباد انتخاب شدهاند.
به منظور بررسی توانایی پروفیل خاک در تصفیه این آبهای آلوده نمونههایی از زهآب خروجی از لیسیمترها در تناوبهای مناسب تهیه و آنالیز گردید. غلظت هر سه فلز در زهآب خروجی از لیسیمترها در تمام دوره آزمایش زیر حد مجاز استانداردهای FAO و EPA برای مصارف کشاورزی که برابر mg/l٠/٢، mg/l٢/٠ و mg/l٠/٥ به ترتیب برای روی، مس و سرب است، مشاهده شد که بیانگر عملکرد بسیار مطلوب پروفیل خاک در جذب این فلزات - با راندمانی در حدود %٥/٩٨ - میباشد. به منظور حذف این آلایندهها از توده خاک راهکارهای متنوعی، از جمله کاشت گیاهان بومی با قدرت جذب بالا و یا شستشوی خاک با استفاده از آبهای اسیدی، پیشنهاد میگردد.
مقدمه
امروزه با توجه به رشد روزافزون صنایع و آلودگی شدید پسابهای صنعتی و همجواری مراکز صنعتی، شهری و کشاورزی در بیشتر نقاط کشور و همچنین نفوذ این آلودگیها به منابع سطحی و زیرزمینی آب کشور، آلودگی گسترده و غیر متمرکز پساب کارخانجات صنعتی و خاکهای مجاور آنها به یک نگرانی ملی تبدیل شده و یافتن راهحلهایی برای رفع این خطرات پیش از بروز فاجعهای زیستمحیطی در بسیاری از نقاط کشور ضروری میباشد.
معمولا مراکز صنعتی جدید در مجاورت رودخانهها، قناتها و دریاچهها احداث میگردد. تخلیه برنامهریزینشده پسابهای چنین مراکزی به محیط زیست، و استفاده کشاورزان و دامپروران محلی از همین آبهای آلوده جهت آبیاری مزارع و تامین آب شرب احشام علاوه بر آنکه موجب گسترش آلودگی میگردد، امکان ادامه کشاورزی و دامپروری را در این مناطق به شدت تهدید میکند و موجب از دست رفتن زمینهای ارزشمند زراعی میگردد. برخی از فرآیندهای بیولوﮊیکی نیز به مقدار فلزات سنگین موجود حساس بوده و از آن تاثیر میپذیرند. طبق تحقیقات دومش در سال ١٩٨٤ معدنی شدن N و P، تجزیه سلولز و تثبیت N2 از آن جملهاند که قاعدتا به طور معنیدار و قابل توجهی بر اکوسیستم طبیعی تاثیر میگذارند
عناصر سنگین خصوصا در خاکهای آهکی و معدنی حلالیت کمی دارند، لذا تجمع این عناصر بیشتر در لایههای فوقانی خاک صورت میگیرد. گزارشات بسیاری نشان دادهاست که فلزهای سنگین فاضلاب بیشتر در لایه ١٠ سانتیمتری بالای خاک تجمع مییابند
صابر در سال ١٩٨٦ گزارش نمودهاست که در خاکهای آبیاری شده با فاضلاب شهر قاهره در یک دوره ٦٠ ساله هر یک از عناصر سنگین به اندازه قابل توجهی در خاک تجمع یافته است
چنگ و همکاران در سال ١٩٨٤ نشان دادند که پس از شش سال کاربرد فاضلاب در دو خاک لومیشنی و لومی حدودا ٩٠ درصد فلزات سنگین وارد شده به خاک در لایه صفر تا ١٥ سانتیمتری باقیماندهاند. تحقیقات بسیاری از دانشمندان نظیر دیویس، لایکویس و باسوی، ویلیامز و هینسلی در دهه ٦٠ و ٧٠ میلادی این موضوع را بهویژه در مورد سرب تایید میکند
باکر در سال ١٩٧٤، گیلبرت در سال ١٩٥٢ و اسچنیزر در سال ١٩٦٩ گزارش نمودند که مس بهشدت توسط مواد آلی، اکسیدهای آهن، آلومینیم،منگنز و کانیهای رس تثبیت شده و در خاک باقی میماند. از این جهت مس یکی از کمتحرکترین فلزات سنگین میباشد و توزیع یکنواختی را در پروفیل خاک ارائه میدهد. حرکت رو به پایین مس حتی در خاکهای شنی بسیار جزئی است و فقط در عمق یک تا سه سانتیمتری گزارش شده است
همچنین نتایج تحقیقات ودری و همکاران در سال ٢٠٠١ در فرانسه و در مناطقی که از قدمتی بیش از یکصد سال در آبیاری با فاضلاب برخوردار هستند، نشان داد که بیشترین غلظت فلزات در خاکهای تحت آبیاری با فاضلاب در لایه سطحی خاک - صفر الی ٣٠ سانتیمتر - مشاهده میگردد
اصولاﹰ کنترل اینگونه آلودگیهای غیرنقطهای - non point- source pollutions - نسبت به آلودگیهای نقطهای - point source pollutions - بسیار دشوارتر و پرهزینهتر میباشد. لذا از آنجا که معمولا این آبها از نظر شوری مشکلی نداشته و تنها نگرانی مربوط به یونهای سمی میباشد، با استفاده از پروفیل خاک مجهز به سیستم زهکش، میتوان ضمن تصفیه این آبها و استفاده در کشاورزی، یونهای سمی را به دام انداخته و این آلایندهها را به صورت قابل کنترل در منطقهای محدود جمعآوری نمود. با توجه به هزینههای سنگین روشهای تصفیه و وقتگیر بودن آنها، مدیریت کارخانجات صنعتی به عنوان عاملان اصلی ورود آلایندههای سنگین به آبهای قابل استفاده کره زمین تمایلی به تصفیه پسابهای کارخانجات تحت کنترل خود نشان نمیدهند.
بنابراین در صورت امکان حذف آلایندههای سنگین از پسابهای آلوده بدون استفاده از روشهای متداول تصفیه و تجمع آنها در محیطهای کنترلشده به صورت آلودگیهای نقطهای از گسترش آلودگی جلوگیری میشود. ضمنا امکان حذف این آلایندهها با استفاده از شیوههای نوین پالایش که با محیط زیست سازگارتر بوده، هزینه و نیروی بسیار کمتری را طلب نموده و تنها قدری درازمدت میباشند، برای همین کارخانجات صنعتی نیز اقتصادی بوده و موجبات جلب رضایت مدیران آنها را فراهم قرار خواهد آورد. بنابراین با توجه به درک ضروریات بالا این پژوهش به منظور نیل به اهداف زیر انجام گرفته است:
١- بررسی و تعیین میزان جذب فلزات سنگین - سرب، مس و روی - توسط خاک از آب
٢- بررسی غلظت فلزات سنگین در پسابهای تصفیه شده توسط پروفیل خاک
٣- پیشنهاد راهکارهایی جهت پالایش این آلودگیهای نقطهای
مواد و روشها:
بررسی میزان جذب فلزات سنگین توسط خاک به محیط کاشت کنترل شدهای احتیاج دارد تا امکان اندازهگیری پارامترهای مختلف پساب ورودی و خروجی فراهم گردد. بدین منظور ٣ عدد لیسیمتر از جنس پلاستیک تهیه شد. لیسیمترها به صورت بشکههایی به قطر ٦٠ سانتیمتر و ارتفاع یک متر انتخاب شدند که بر روی سکوهای سیمانی مستقر شدند. به منظور خروج آب از انتهای لیسیمتر و در واقع زهکشی آن لولهای از جنس PVC به قطر ٥ سانتیمتر در کف لیسیمتر نصب شد که حدود یک سوم طول لوله از انتهای دیواره بشکه خارج شده است.
بر روی لوله زهکش و در چهار جهت با استفاده از متهای به قطر ٢ میلیمتر روزنههایی به فاصله ٣ سانتیمتر ایجاد شد. سپس تمام طول لوله که در داخل لیسیمتر قرار میگرفت با استفاده از پوشش ﮊئوتکستایل پوشانده شد. لیسیمتر در محل خروج لوله از داخل و خارج بوسیله چسب آکواریوم آببندی شد. در این پژوهش از خاک سبک لومشنی با %٧/٥٤ ماسه، %٥/٢٨ سیلت و %٨/١٦ رس استفاده شد.
