بخشی از مقاله
چکیده
خاک ترکیب پیچیدهای از مواد بیوژئوشیمیایی است که گیاهان در آن امکان رشد و نمو مییابند. ویژگیهای ساختمانی و زیستی خاک آن را از موادی که معمولاً از آن مشتق میشوند، متمایز میسازد. خاک سیستم های اکولوژیکی فعالی است که وظیفه نگهداری گیاهان را بر عهده داشته و تأمینکننده آب و مواد غذایی برای آنها میباشند. از سوی دیگر اکسیژن لازم برای نگهداری و رشد انبوه میکروارگانیسم هایی که در چرخه مواد حیاتی دخالت دارند به وسیله خاک تأمین میشود. بنابراین حفاظت از خاک برای حفظ بشر ضروری است.
افزایش سریع صنایع و کشاورزی بدون رعایت نکات زیستمحیطی توسط آنها نه تنها به طور مستقیم بر روی انسان، آب و هوا اثر میگذارند بلکه خاک را هم آلوده کرده است که شناخت انواع روشهای آلودگی خاک و آلایندهها و بررسی روشهای برطرف کردن آنها میتواند تلاشی بزرگ برای حفاظت از این نعمت خدادادی باشد. در این تحقیق مروری با بررسی تعریف خاکهای آلوده و انواع روشهای آلوده شدن خاک و ارائه راهکارهای مناسب، تلاش داریم گامی کوچک در راستای شناخت و کاهش روند آلوده شدن خاک این عنصر مهم طبیعت برداریم.
مقدمه
عنوان فلزات سنگین و عناصر کمیاب برای تعدادی از فلزات و یونهای آنها به کار می رود که دارای چگالی بیشتر از5/5 g/cm3 هستند - حسینی،. - 1373 حدود شصت وپنج عنصر که دارای وزن اتمی بین 63/59 تا 200/59 میباشند را فلزات سنگین مینامند. برخی از فلزات سنگین شناختهشده مانند - مس، روی، آهن، نیکل، مولیبدن - که در غلظت کم برای رشد و سوخت وساز بدن موجودات زنده و میکروارگانیسم ها دارای مکانیسمهای متفاوت ویژهی تجمع داخل سلولی میباشند ضروریاند.
در مقابل بسیاری از فلزات سنگین دیگر هیچ عملکرد ضروری بیولوژیکی ندارند مانند - سرب، قلع، کادمیم و جیوه و... - میتوانند در زیستگاه توده انباشتهشده و آزادانه از یک موجود زنده به موجود زنده دیگر از طریق زنجیره غذایی منتقل شوند. این عناصر شامل عناصر مرکزی جدول تناوبی مندلیف و نیز فلزات انتقالی میباشند و ممکن است به صورت آزاد، اکسید و یا سولفید باشند.
این عناصر با اجزاء خاک ترکیبشده و به آسانی از خاک شسته نمیشوند و البته به آسانی و کوتاه مدت هم در دسترس گیاه قرار نمیگیرند. تنها در خاکهای شدیداً" اسیدی، حرکت قابلتوجهی از این عناصر را میتوان مشاهده نمود چون در حالت اسیدی این عناصر به صورت محلول بوده و در واقع با کاهش PH، توان خاک در جذب این عناصر کم میشود - چمنی، . - 1383 در بین آلودگیهای غیر ارگانیک توجه خاصی به فلزات سنگین میشود، چون با پیشرفت و گسترش صنعت و شهرنشینی تولید پسابها و فاضلابها زیاد شده و فلزات سنگین نیز معمولاً" در این پسابها و فاضلابها به مقدار زیاد وجود دارند.
همچنین به همراه سموم و کودهای شیمیایی نیز مقدار قابلتوجهی از فلزات سنگین وارد خاک میشوند. بعضی از این عناصر نقش حیاتی در بدن انسان دارند. مانند آنزیم سنتز کنندهی DNA و RNA که حاوی روی میباشند و یا کبالت که قسمت مهمی از کوآنزیم B12 میباشد. بعضی از این عناصر در زندگی گیاه نقش دارند، بعضی فقط در بدن انسان نقش دارند، بعضی برای هر دو گروه انسان و گیاه مضر میباشند.
این عناصر عبارتاند از : Ni، Mo، Mn، Hg، Cu، Cr، Co، Cd، As، Zn، V، Se، .Pb منشأ قسمتی از فلزات سنگین موجود در خاکها، سنگ مادر است. در بعضی از مناطق، ذخیرهی اتمسفری چه به صورت غبار و چه به صورت قطرات آب نیز میتواند منشأ فلزات سنگین خاکها باشد. بارانهای اسیدی، مه و فورانهای آتشفشانی نیز میتواند منبعی برای فلزات سنگین خاکها به شمار آید - افشار،. - 1389
مواد و روشها
بهمنظور تبیین برنامه جامع کنترل خطر آلودگی به فلزات سنگین در تهران، پروژهای بهصورت مطالعه کتابخانهای و میدانی در سال 1393 در دانشگاه تربیت مدرس اجرا شد. در این پروژه، پس از بازدید از مناطق آلوده به فلزات سنگین و جمعآوری اطلاعات میدانی گزارشی به تفضیل تدوین گردید. نتایج و بحث انواع آلودگیهای خاک با توجه به منابع آلاینده آلودگی خاک از طریق دود کارخانهها و سوخت موتورها مواد یا ترکیباتی که به این طریق از هوا وارد خاک میشوند و آن را آلوده میکنند، فراوان است از جمله :
· ترکیبات سربی
· ترکیبات گوگردی : مانند دی اکسید و تری اکسید گوگرد و هیدروژن سولفوره
· برخی دیگر از ترکیبات معدنی مثل فلوئورها که از کارخانههای آلومینیومسازی، تصفیه سنگ معدنی آهن، سرامیکسازی و کارخانه کود فسفاته حاصل میشوند. چنانچه حیوانات از گیاهانی که در خاک آلوده به فلوئورها رشد کردند تغذیه کنند آلوده میشوند و استفاده انسان از فرآوردههای تولیدی آن دام مسمومیتی به نام فلوئور را به همراه دارد.
· مواد رادیو اکتیو که به طرق مختلف وارد خاک میشوند برای مثال بر اثر استخراج معادن سنگهای رادیو اکتیو طبیعی، انفجارهای هستهای، استفاده از رآکتورهای جدید و انرژی اتمی و نیز کاربرد نامناسب مواد رادیو اکتیو در کشاورزی باهدف افزایش سطح تولید مواد رادیواکتیوارد خاک میشود.
آلودگی خاک از طریق فاضلابها و مواد زائد صنعتی
فاضلابها و مواد صنعتی کارخانهها که به نحوی وارد زمین میشوند در آلودگی خاک مؤثر هستند به ویژه مواد زائد کارخانههایی که با ترکیبات سربی و مسی سروکار دارند. محتویات فاضلابها و مواد آلودهکنندهی خاک در کارخانههای مختلف متفاوت است از جمله :
- فاضلابهای محتوی ترکیبات فنلی که از پالایشگاههای تصفیهی نفت حاصل میشوند.
- فاضلابهای محتوی اسید سیانیدریک که این نوع فاضلابها از کارخانههای سازندهی مواد پلاستیکی بهکاربرده میشوند، تولید میگردند.
- فاضلاب کارخانهها و صنایع مواد غذایی که حاوی مقدار زیادی مواد آلی بوده و به علت وجود میکربهای مختلف در آن بسیار زیانبخش هستند.
- فاضلابهای محتوی سرب و مس.
آلودگی خاک از طریق زبالهها و فاضلابهای شهری
زبالهها و فاضلابهای شهری در آلوده ساختن خاک تأثیر زیادی دارند. جمعآوری و دفع یا استفاده صحیح و بهداشتی از زبالهها و آشغالها از مسایل و مشکلات مهم شهرهای بزرگ و صنعتی هستند که امروزه تقریباً همه کشورها با آن روبرو میباشند. تجمع زبالهها در یک محل نه تنها سلامت انسان و حیوانات را به خطر میاندازد بلکه خاک را نیز آلوده میکنند و به طور مستقیم و غیرمستقیم باعث زیانهای مالی و جانی فراوان برای انسان میشوند. در مواردی که امکان تهیه کمپوست وجود ندارد کوشش میگردد تا از طریق دفع یا دفن بهداشتی زباله اثر آلایندگی آن بر روی خاک به حداقل کاهش یابد. در فاضلابهای شهری هم مواد سمی مختلفی وجود دارد که میتواند محیط خاک را آلوده کند - سازمان حفاظت محیطزیست،. - 1388
آلودگی خاک از طریق عوامل کشاورزی
اگر چه به کار بردن ماشینهای کشاورزی در مصرف کود شیمیایی و کاربرد انواع مختلف سموم دفع آفات و حشرهکشها، علفکشها موجب رشد سریع گیاهان زراعی میگردد اما این اقدامات که فقط به منظور تسریع در رشد گیاه و بهرهگیری هر چه بیشتر از زمین صورت میگیرد، در اکثر موارد به زیان خاک و به قیمت از بین رفتن موجودات زنده و تقلیل خواص شیمیایی و فیزیکی آن میباشد .
به مفهوم دیگر انسان در عملیات خود توجهی به نامرغوب شدن یا از بین رفتن خاک ندارد، بلکه هدف او فقط بهرهگیری بیشتر از زمین است تا آنجا که گاهی این اقدامات یعنی مصرف بیرویه و نامناسب کود شیمیایی، استعمال حشرهکشها و سموم دفع آفات و غیره سلامت خود او را نیز به خطر میاندازد، زیرا این مواد یا در زمین باقی میماند و محیط را آلوده میکنند یا از طریق گیاه و محصولات کشاورزی وارد بدن انسان و حیوان میشوند. عدم مدیریت صحیح آبیاری هم بدین شکل در آلودگی خاک نقش دارد - سازمان حفاظت محیطزیست،. - 1388
آلودگی خاک از طریق استفاده کود شیمیایی
کودهای شیمیایی خواص خاک را تغییر میدهند یعنی نفوذپذیری خاک را نسبت به هوا و آب کم میکنند و اصطلاحات خاک را سخت میکنند. راه در مان این است که همراه کودهای شیمیایی کودهای آلی هم استفاده شود. کاربرد بیش از حد بعضی از کودها، مانند کودهای ازته و جذب زیاد این ماده توسط بعضی از محصولها مانند خربزه و سیب اگر چه باعث تولید محصول بیشتر میشود اما اغلب کیفیت آن را کاهش میدهد. به علاوه تجمع این مواد در تولیدات کشاورزی آثار زیانباری دارد. آزمایشهای دیگر ثابت کرده که مصرف کودهای شیمیایی ناخالص همراه با عناصری مانند سرب، کادمیم و غیره باعث مسمومیتهای غذایی میشود - موسسه پژوهشهای برنامهریزی و اقتصاد کشاورزی،. - 1384
آلودگی خاک از طریق استفاده از سموم دفع آفات و امراض گیاهی و علفکشها
سموم دفع آفات و امراض گیاهی و همچنین علفکشها، مواد شیمیایی هستند که به منظور مبارزه با آفات و امراض و نیز تسریع در رشد گیاهان زراعی و افزایش تولیدات کشاورزی به کار می روند. هر چند این مواد برای افزایش محصولات کشاورزی و تأمین نیازمندیهای غذایی انسان مصرف میشود. بسیاری از این سموم وقتی روی گیاه پاشیده شوند، وارد خاک میگردند ولی حالت سمی خود را بلافاصله از دست نمیدهند بلکه تا مدتها اثرات مضر آنها باقی میماند. از این رو اغلب بازماندههای آنها در خاک موجب آلودگی میگردد.
آلودگی بیولوژیک خاک ناشی از کاربرد پساب و مواد زائد شهری
خاک میتواند موجب انتقال بسیاری از عوامل بیماری زا و امراض عفونی گردد. تعداد میکروب هایی که از طریق فضولات به خاک اضافه میشوند، به وسعت آلودگیهای خاک میافزایند. بررسی خصوصیات فیزیکی شیمیایی این مواد زائد یا به عبارتی کودهای خاک میافزایند.
