بخشی از مقاله
چکیده
در میان آلاینده های محیطی فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت های کم دارند از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته شده و در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می شوند. هدف ازانجام این پژوهش ارزیابی غلظت عناصر بالقوه سمی As - ، Pb، Ni، Se ، Ag،V، Co، Cr و - Cd در خاک های با کشت گلخانه ای دشت جیرفت می باشد.
برای این منظور از شیوه نمونه برداری مرکب استفاده گردید. برای هر گلخانه به طور متوسط از بین 40 تا 50 نقطه نمونه خاک جمع آوری شد و در نهایت یک نمونه مرکب از این تعداد بعد از آماده شدن به روش ICP-MS در آزمایشگاه لب وست کشور استرالیا آنالیز گردید. به منظور ارزیابی مقادیر عناصر در نمونه های خاک گلخانه های بررسی شده، از شاخص های زیست محیطی استفاده شد.
این شاخص ها معیار مناسبی از ارزیابی کیفیت نمونه های خاک بر اساس غلظت کل - Total concentration - را فراهم می آورد. بر اساس شاخص زمین انباشت بر مبنای استاندارد جهانی و بر مبنای زمینه طبیعی منطقه، نمونه ها در محدوده غیر آلوده تا اندکی آلوده ارزیابی می شوند. بر اساس شاخص آلودگی نیز تمام نمونه ها غیرآلوده ارزیابی می شوند . - CF<1 - در بین عناصر بررسی شده Se و As بر مبنای استاندارد جهانی در محدوده آلودگی متوسط - 1 CF<3 - قرار می گیرند.
مقدمه
خاک به عنوان جزئی از بیوسفر، نقش مهمی درتولید غذا و پایداری محیط زیست دارد. افزایش جمعیت و به همراه آن افزایش دانش علمی و فنی و توسعه فرآیندهای مرتبط با کشاورزی بدون رعایت مسائل و استانداردهای زیست محیطی سبب آلودگی محیط و به هم خوردن تعادل اکوسیستم خاک شده است. در این بین آگاهی در مورد آلاینده های خاک ضرورتی انکارناپذیر است.
در حال حاضر یکی از چالش های اساسی در زمینه محیط زیست، افزایش تدریجی غلظت فلزات سنگین درخاک می باشد. آلودگی فلزات سنگین در خاک های کشاورزی باعث ایجاد خطرات جدی بر روی سلامتی بشر می شود ؛ زیرا نه تنها به طور مستقیم بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، کاهش فعالیت بیولوژیکی و کاهش دستیابی زیستی مواد مغذی خاک تاثیرمی گذارند، بلکه خطری جدی برای سلامتی انسان از طریق ورود به زنجیره غذایی نیز محسوب می گردد
امروزه نیازهای بشر به محصولات کشاورزی سبب توسعه روز افزون کشت های گلخانه ای شده است. این کشت ها تآمین کننده بخش مهمی از جامعه به محصولات کشاورزی می باشد. در کنار این موضوع نگرانی های جدی نیز در مورد پتانسیل ورود آلاینده های خطرناک به چرخه های زیستی از طریق این محصولات نیز مطرح می باشد. این موضوع بدلیل استفاده زیاد از انواع سموم و کودهای شیمیایی در این نوع کشت می باشد. روند انباشت فلزات سنگین در خاک بسیار کند بوده و اثرات آن پس از چندین سال قابل تشخیص استانباشت عناصر در خاک تقریبا یک فرآیند برگشت ناپذیر است که در دراز مدت موجب کاهش کیفیت خاک و در نهایت تخریب اراضی کشاورزی می شود
هدف ازانجام این پژوهش ارزیابی غلظت عناصر بالقوه سمی As - ، Pb، Ni، Se، Ag،V، Co، Cr و - Cd در خاک های با کشت گلخانه ای دشت جیرفت می باشد.
مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه
شهرستان جیرفت با مساحت 8602 کیلومتر مربع در نیمه جنوبی استان کرمان واقع شده است. این شهرستان از دو بخش دشت و کوهستان تشکیل شده است. متوسط بارندگی سالیانه این شهرستان 130-140میلی متر و تبخیر سالیانه آن 3000 میلی متر می باشد. کاربردهای عمده این منطقه کشاورزی می باشد به گونه ای که بخش عمده ای از زمین های کشاورزی استان کرمان در این منطقه واقع شده اند.
درحال حاضر نیز این شهرستان بدلیل شرایط خاص اقلیمی و پتانسیل های ویژه آب ، هوا و خاک سالانه با سطح زیر کشت31000 هکتار محصولات زراعی و تولید بیش از 800000 تن انواع محصولات کشاورزی نقش مهمی را در بخش کشاورزی کشور ایفا می کند. وجود سطحی بیش از 1000هکتار گلخانه با کمترین هزینه مصرف سوخت فسیلی و صنعتی از نقاط قوت این شهرستان در تولیدات کشاورزی محسوب می شود
بخش مهمی از گلخانه های دشت جیرفت در منطقه باقرآباد این شهرستان واقع شده اند. شاید بتوان گفت، قدیمی ترین گلخانه های شهر جیرفت دراین منطقه وجود دارند. دراین منطقه از دشت جیرفت امکان نمونه برداری از گلخانه ها با دوره کشت های متفاوت وجود دارد. برای مثال گلخانه هایی با سن بالغ بر 18 سال تا گلخانه هایی با سن 2 سال، کشت در این منطقه وجود دارند.
در طی سالهای گذشته انواع مختلفی از کشت گلخانه ای مانند خیار، گوجه فرنگی، بادمجان و انواع فلفل در این گلخانه ها کشت شده است. این شرایط امکان مناسبی را فراهم می آورد که بتوان تاثیر فرآیند کشت گلخانه ای انواع محصولات در غلظت فلزات سنگین را مورد بررسی قرار داد. از آنجا که منطقه مورد نظر درحاشیه دشت جیرفت واقع شده است. امکان تهیه نمونه زمینه طبیعی منطقه برای مقایسه با خاک گلخانه را نیز فراهم می باشد. در حال حاضر از رسوبات جمع شده در پشت بندهای سیلابی که از مناطق کوهستانی و بکر منطقه تغذیه می شوند برای تهیه خاک گلخانه های جدید استفاده می شود. شکل1، موقعیت گلخانه های منطقه باقرآباد جیرفت را در عکس ماهواره ای منطقه نشان می دهد.
شکل -1 موقعیت گلخانه های منطقه باقر آباد در عکس ماهواره ای
روش نمونه برداری ؛ آماده سازی و آنالیز نمونه ها
یکی از معیارهای مهم در انتخاب نمونه ها ی خاک، سن گلخانه های منطقه بود. نمونه برداری از گلخانه های قدیمی با سن حدود 18 سال تا گلخانه های جدید و نمونه زمینه طبیعی منطقه - خاک طبیعی در مسیر آبراهه های منطقه - انجام شد. شیوه نمونه برداری شیوه مرکب، Composite می باشد. در این شیوه هر گلخانه به عنوان یک محیط نمونه برداری مستقل در نظر گرفته می شود. با درنظر گرفتن نوع کشت ردیفی امکان نمونه برداری بر اساس فاصله مشخصی وجود داشت. برای هر گلخانه به طور متوسط از بین 40 تا 50 نقطه نمونه خاک جمع آوری شد و در نهایت یک نمونه مرکب از این تعداد در هر گلخانه تهیه گردید. بر طبق اصول آماری این شیوه از نمونه برداری دارای دقتی به مراتب بالاتری نسبت به هر یک از تک نمونه ها می باشد.
در مجموع 18 نمونه از گلخانه های با سن کشت متفاوت و دو نمونه زمینه طبیعی منطقه نمونه برداری شد. نمونه های جمع آوری شده در محیط اتاق و شرایط عادی خشک و سپس توسط الک استاندارد 50 - مش - الک شدند. تجزیه نمونه توسط دستگاه ICP-MS درآزمایشگاه ، لب وست - labwest - کشور استرالیا انجام شد.
ارزیابی کیفیت نتایج بدست آمده - دقت وصحت -
به منظور ارزیابی دقت نتایج ، 2 نمونه تکراری در بین نمونه ها ی خاک قرار داده شد. میزان دقت آنالیز در نهایت از طریق شاخص RSD یا انحراف معیار نسبی مورد ارزیابی قرار گرفت. این شاخص از طریق رابطه 1 محاسبه می گردد. ملاحضه می شود که در مجموع برای غالب عناصر مقدار شاخص RSD کمتر از 5 درصد بدست آمده که معرف دقت بیش از 95 درصدی نتایج می باشد. به عبارت دیگر داده های تکرار نشده برای بیشتر عناصر بیش از 95 درصد دارای شباهت می باشد.در این رابطه δ انحراف معیار و x میانگین دو نمونه تکرار شده می باشند. نتایج حاصل ازمحاسبه RSD برای دونمونه تکرارشده در جدول1 نشان داده شده است
