بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از منابع آبی غیر متعارف - از جمله پساب تصفیه خانهها - درکشورهاي واقع در مناطق خشک و نیمه خشک روز به روز از اهمّیت بیشتري برخوردار میشود. کاربرد پساب به عنوان یک منبع دائمی آب در کشاورزي علاوه برتأمین بخشی از نیازهاي آبی این بخش، باعث صرفهجویی و دوام منابع آبی موجود نیز میگردد. علاوه بر اینوجود عناصر غذایی گیاهی در پساب تصفیهخانهها، مصرف کودهاي شیمیایی و بالطبع اثرات زیستمحیطی استفاده از آنها را کاهش میدهد.
به کارگیري پساب در کشاورزي اگر چه با فواید زیادي توأم است ولی چنانچه اینامر بدون برنامهریزي دقیق و اعمال مدیریت و نظارت صحیح انجام پذیرد میتواند اثرات اجتماعی، اقتصادي و زیستمحیطی حاد و متعددي را در پی داشته باشد که از آن جمله میتوان به: عدم پذیرش ازسوي مردم، عدم وجود بازار مناسب براي عرضه محصولات تولیدي، شور و سدیک شدن خاك به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، تجمع عناصر سنگین و سایر عناصر سمی در خاك و گیاهان، آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی و از همه مهمتر شیوع بیماريهاي مختلف،اشاره نمود. مقاله حاضرکه براساس نتایج تحقیقات مختلف صورت گرفته در نقاط مختلف دنیاتدوین شده است، موضوعات فوق را به تفصیل مورد بررسی قرار داده و راهکارهاي مناسبی را در جهت کاهش اینگونه مسائل ارائه میدهد.
-1 مقدمه
در یک قرن اخیر به دلیل افزایش رشد جمعیت و توسعه دامنه فعالیتهاي انسان در بخشهاي مختلف، مصرف سرانه آب به شدت افزایش یافته است. افزایش مصرف سرانه و نیز استفاده بی رویه از منابع آب سبب شده است که در بسیاري از مناطق جهان به خصوص نقاطی که به طور طبیعی با اقلیم نامناسب و محدودیت منابع آب روبرو هستند شرایط بحرانی کمی و کیفی منابع آب بروز نماید. در چنین شرایطی استفاده از آبهاي نامتعارف از جمله پساب تصفیهخانههاي فاضلاب در بخشهاي مخلتف به ویژه در بخش کشاورزي که عمده مصرف آب را به خود اختصاص میدهد، اهمیت ویژهاي مییابد.
امروزه کاربرد پساب در کشاروزي در بسیاري از کشورهاي جهان از جمله ایالاتمتحده آمریکا، کانادا، فرانسه، آلمان، مکزیک، برزیل، مصر، مراکش، اردن، عربستان سعودي، قطر، چین و ... رایج است - ابراهیمی زاده و همکاران، . - 1385 در کشور ایران نیز در سالهاي اخیر، به دلیل محدودیت منابع آب، افزایش جمعیت، توسعه شهرنشینی، صنایع، و کشاورزي و همچنین توسعه و اجراي طرحهاي متعدد جمعآوري و تصفیه فاضلاب، کاربرد پساب در اراضی کشاروزي اهمیت ویژهاي یافته و در اولویتهاي برنامهریزي مدیریت منابع آب قرار دارد.
استفاده از پسابها - فاضلابهاي تصفیه شده - در کشاورزي مزایاي متعددي را به همراه دارد که در بسیاري از مقالات به آن اشاره شده است و مهمترین آنها عبارتند از: فراهم نمودن یک منبع آب ارزان و دائمی، کاهش هزینههاي تصفیه، آزادسازي بخشی از منابع آب با کیفیت خوب براي سایر مصارف،کاهش مصرف کودهاي شیمیایی و اثرات زیست محیطی آنها و کاهش اثرات زیست محیطی دفع پساب به منابع آبی به کارگیري پساب در بخش کشاورزي هر چند با مزایاي زیادي توأم است اما به دلیل اینکه این گونه آبها حاوي موادي مانند املاح، سدیم، کلر، بر، میکروارگانیزمهاي بیماريزا، و در برخی از شرایط فلزات سنگین و یا ترکیبات آلی و معدنی مضر دیگري میباشند کاربرد بدون برنامهریزي آنها میتواند تبعات زیست محیطی بسیار نامطلوبی را به بار بیاورد که جبران بسیاري از آنها حداقل در کوتاه مدت امکان پذیر نخواهد بود.
شور شدن خاكها، تخریب ساختمان خاك، مسمومیت گیاهان و کاهش عملکرد آنها، آلودگی منابع آبهاي سطحی و زیرزمینی و شیوع بیماريها نمونههاي بارزي از این اثرات میباشند. به همین جهت به منظور جلوگیري از اثرات سوء کوتاه مدت و طولانی مدت کاربري پساب، بایستی برنامهریزيها و تمهیدات خاصی در نظر گرفته شود. در این مقاله عمدتا چالشهاي توام با کاربرد پساب در کشاورزي مورد بررسی قرار گرفته و به نکاتی پرداخته میشود که رعایت آنها در برنامهریزيها و مدیریت طرحهاي کاربردي پساب ضروري بوده و عدم توجه به آنها دستیابی به اهداف برنامهي توسعه پایدار کشاورزي را با ابهام روبرو میسازد.
چالشهاي کاربرد پساب اثرات نامطلوب برروي خاك، گیاه و بهداشت عمومی
در کاربرد مجدد پساب در کشاورزي به دلیل خصوصیات ذاتی آن و نیز به علت وقوع فرآیندهایی از قبیل تجزیه مواد آلی، تبادل یونی، اکسیداسیون مواد معدنی، رسوبگذاري، فیلتراسیونو... در سیستم خاك، خصوصیات خاك میتواند تحت تاثیر قرار گرفته و به خصوص در طولانی مدت تغییر نماید . محققین بسیاري در نقاط مختلف دنیا در ارتباط با موضوع اثرات پساب برخصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاك مطالعه و بررسی نمودهاند. افزایش شوري و سدیم خاك در اثر آبیاري با پساب که به ترتیب باعث ایجاد شرایط کاهش مهیایی آب براي گیاه و تخریب ساختمان خاك میشود، توسط پژوهشگران مختلفی گزارش شده است.
صابر طی تحقیقات خود در آبیاري با فاضلاب در قاهره نشان داد که با افزایش سالهاي استفاده از پساب، میزان نمکهاي محلول در عمق 0 تا 20 سانتیمتري خاك، به میزان قابل توجهی تا حدود 3 برابر، در مقایسه با خاكهاي آبیاري نشده افزایش داشته است - معاضد و حنیفه لو، . - 1385 مطالعات صفري سنجابی و حاج رسولیها - 1374 - به نقل از موحدیان وافیونی - - 1385 دلالت بر این دارد که هشت سال آبیاري با فاضلاب تصفیه شده اصفهان، شوري و سدیم خاك را به طور معنیداري افزایش داده است.
نتایج تحقیقات ابراهیمی زاده و همکاران - 1385 - نیز بیانگر آن است که در اثر آبیاري با پساب در مقایسه با آب متعارف، شوري خاك در لایه هاي 20 تا 40 و 40 تا 60 سانتی متري و SAR و سدیم خاك در اعماق 0 تا 20، 20 تا 40 و 40 و 60 سانتی متري افزایش قابل توجهی را داشته است. اسمارت - 1978 - در مقایسه خصوصیات خاكهاي منطقه شمال آدلاید در استرالیا که با آب و یا پساب آبیاري میشوند گزارش نمود که آبیاري با پساب میزان شوري، سدیم و بر را در خاكهاي منطقه افزایش داده است، اگر چه افزایش مشاهده شده هنوز به حدي نرسیده که برروي عملکرد محصولات کشاورزي اثر گذارد.
ولی افزایش مشاهده شده در سدیم و SAR خاك از نظر تخریب ساختمان خاك و کاهش ظرفیت زه کشی آن هشداردهنده است. مطالعه وبررسیهاي انجام شده بر روي خاكهاي منطقه Moose Jaw در ایالت ساسکاچوان کانادا که از سال 1982 توسط پساب در مساحتی حدود 1200 هکتار آبیاري میگردد نشان داده است که شوري خاك به میزان قابل توجهی افزایش یافته است به طوري که میانگین EC خاك از 75.0 ds به 6.1 ds در سال 1997 رسیده است.
تجمع شوري m m بیشتر در لایهي یک متري سطحی خاك گزارش شده است.نتایج بررسیها بر روي آبهاي زیرزمینی کم عمق در منطقه مذکور نیز دلالت بر افزایش غلظتهاي سدیم، کلرور، سولفات و بیکربنات را داشته است. همچنین، مطالعات انجام گرفته در ارتباط با پروژه بزرگ دیگري که در Swift Current همان ایالت در سال 1978 در مساحتی حدود 338 هکتار آغاز شد بیانگر آن است که در برخی نقاط شوري خاك افزایش معنیداري داشته است.
در منطقه اخیر نیز میزان کلرور، سختی، سدیم، سولفات و منگز در آبهاي زیرزمینی کم عمق افزایش را نشان داده است - پروان، . - 1383 پاترسون - 1990 - در تحقیقات خود در استرالیا به این نتیجه دست یافت که بالا بودن SAR در پساب حاصل از تصفیه خانههاي فاضلاب خانگی منجر به کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع خاك میگردد، به طوري که با افزایش SAR از صفر به 3، هدایت هیدرولیکی اشباع به میزان 50% و در صورت افزایش آن به 15، هدایت هیدرولیکی به میزان 75% کاهش مییابد.
در گزارش تحقیقاتی پروان - 1385 - نیز کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع به میزان 30% در لایه سطحی خاك در اثر آبیاري طولانی مدت با پساب، گزارش شده است. علیزاده و همکاران - 1376 - در تحقیقات خود نشان دادند که آبیاري ذرت با فاضلاب تصفیه شده شهر مشهد به مدت 2 سال، کاهش 156 درصدي ظرفیت نفوذپذیري خاك را در مقایسه با زمان قبل از آغاز تحقیق به دنبال داشته است. شادکام و سایرین - - 2 نیز در اثر آبیاري با پساب کاهش چشمگیري را در هدایت هیدرولیکی خاكهاي مورد مطالعه مشاهده نمودند.
غلامحسین و الساعتی - 1383 - در بررسی خصوصیات پسابهاي تولیدي در کشور عربستان گزارش کردند که کاربرد این گونه پسابها به دلیل نامناسب بودن میزان شوري و سدیم آن میتواند سبب افزایش شوري خاك شده و درصد سدیم قابل تبادل خاك را تغییر دهد. به همین جهت آنها کاربرد پساب-ها را فقط به عنوان آبهاي کمکی توصیه نمودند.
معاضد و حنیفه لو - 1385 - در بررسی کیفیت پساب خروجی تصفیهخانه فاضلاب غرب شهر اهواز براي استفاده در کشاورزي، به این نتیجه رسیدند که پساب مذکور از نظر برخی از پارامترها مانند سولفات، کلراید و شوري فراتر از استانداردهاي سازمان حفاظت محیط زیست ایران بوده و به خصوص از نظر شوري براساس رهنمودهاي کیفیت آب آبیاري آیرز و وستکات داراي درجه پیامد بسیار بد ارزیابی میشود.
در استفاده مجدد از فاضلاب pH خاك نیز میتواند تغییر یابد. از آنجا که مهیایی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و همچنین حلالیت بسیاري از عناصر و ترکیبات سمی به شرایط pH خاك بستگی دارد، تغییر این پارامتر میتواند جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را کاهش داده و از این طریق و یا از طریق تأثیر بر مهیایی عناصر و ترکیبات مسموم کننده، رشد گیاه و عملکرد آن را تحت تاثیر قرار دهد. مطالعات صابر - 1995 - نشان میدهد که آبیاري اراضی شهر قاهره با فاضلاب، کاهش pH خاكها را به دنبال داشته است اما در بررسیهاي انجام شده توسط مهیدا - 2000 - افزایش pH در خاکهاي خشک و نیمه خشک هند در اثر آبیاري با پساب گزارش شده است. آبیاري با پساب به خصوص به علت فرآیند کلرزنی در تصفیه خانهها، میتواند غلظت این عنصر را در خاك افزایش داده و به حد سمیت براي گیاهان برساند.
