اثر فعالیت‌های آنتروپوژنیک بر مخاطرات زیست‌محیطی ناشی از آلودگی فلزات سنگین در اکوسیستم های کشاورزی

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 8، دوره 9، شماره 1، خرداد 1399، صفحه 155-167   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v9i2.88703

نویسندگان

امیر محسنی¹؛ ندا محسنی^{* 2}؛ سید رضا حسین زاده²

¹دانشگاه تبریز

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آلودگی­های زیست‌محیطی از مهم­ترین عوامل مؤثر بر تخریـب و تنزل کیفیت بیوسفر و اجزای آن محسوب شده و در ایـن میـان فلزات سنگین از دیدگاه‌های زیستی، اکولوژیکی و سلامتی بشـر از اهمیت ویژه­ای برخوردارند. این پژوهش با هدف بررسی روند تغییرات غلظت عناصر سرب، کادمیوم، مس و روی در خاک­های تحت کشت اطراف معدن سرب و روی زنجان و همچنین احتمال خطرپذیری (HQ) به بیماری­های مرتبط با این عناصر از طریق مصرف محصول مورد نظر صورت پذیرفت. بدین منظور 4 فاصله مکانی مختلف انتخاب (10، 20، 30 و 40 کیلومتر فاصله از معدن) و از هر محدوده 3 نمونه خاک و 10 نمونه گیاه گندم برداشت شد. عصاره­های نمونه­های خاک با استفاده از DTPA و اسید نیتریک 4 مولار و عصاره­های گیاه با استفاده از اسید نیتریک 65% استخراج و غلظت فلزات با دستگاه جذب اتمی اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد غلطت کل و قابل دسترس هر چهار عنصر در خاک و همچنین غلظت این عناصر در دانه گندم با افزایش فاصله از معدن کاهش یافت. بیش‌ترین غلظت سرب (3/59 میلی­گرم بر کیلوگرم)، کادمیوم (3/1 میلی­گرم بر کیلوگرم)، مس (8/48 میلی­گرم بر کیلوگرم) و روی (7/79 میلی­گرم بر کیلوگرم) از دانه برداشت شده از فواصل 10 کیلومتری از معدن و کمترین غلظت این عناصر از دانه برداشت شده از فاصله 40 کیلومتری از معدن و به ترتیب برابر 8/31، 2/0، 7/2 و 2/37 میلی­گرم بر کیلوگرم به دست آمد. نتایج احتمال خطر­پذیری به بیماری­های غیرسرطانی برای هر یک از عناصر با فاصله از معدن نشان داد که مقادیر احتمال خطر­پذیری به بیماری­ برای عناصر سرب، کادمیوم، مس و روی با افزایش فاصله از معدن کاهش یافت. همچنین به استثناء عنصر سرب، مقادیر خطر­پذیری در هر چهار منطقه مورد مطالعه کمتر از 1 بود. این نتایج نشان­دهنده این است مصرف‌کنندگان این محصولات در محدوده امن از نظر تأثیرات سوء بیماری‌های غیرسرطانی ناشی از غلظت بالای سرب قرار نخواهند گرفت. همچنین علی­رغم پایین بودن مقادیر HQ عناصر روی، مس و کادمیوم، احتمال افزایش این مقادیر در سال­های آتی برای این عناصر، به­ویژه عناصر کادمیوم و مس وجود خواهد داشت؛ بنابراین می­بایست توجه زیادی به مصرف و کشت در اطراف مناطق صنعتی، صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها

ضریب خطر؛ فلز سنگین؛ مخاطره زیست محیطی؛ اکوسیستم های کشاورزی

سایر فایل های مرتبط با مقاله

8-Mohseni-Final.pdf

مراجع

افشاری، علی؛ خادمی، حسین؛ ایوبی، شمس اله؛ 1394. ارزیابی خطرپذیری آلودگی عناصر سنگین در خاک‌ها و برخی محصولات کشاورزی در اطراف شهر و مناطق صنعتی زنجان. نشریه آب و خاک. شماره 4. 151-163.

بقائی، امیر حسین؛ کشاورزی، مهران؛ 1398. ارزیابی خطر سلامتی فلزات سنگین (کادمیوم و سرب) در محصولات گلخانه‌ای برداشت شده از گلخانه‌های اطراف معدن ایرانکوه در سال 1396. مجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار. شماره 3. 293-302.

بیگی هرچگانی، حبیب اله؛ بنی طالبی، گلنوش؛ 1392. اثر بیستوسه سال آبیاری سطحی با پساب شهری بر انباشت بعضی فلزات سنگین در خاک، انتقال به دانه‌های گندم و ذرت و خطرات بهداشتی مرتبط. نشریه آب و خاک. شماره 3. 570-580.

تابنده، لیلا؛ طاهری، مهدی؛ 1395. ارزیابی مواجهه با فلزات سنگین مس، روی، کادمیوم و سرب در سبزیجات کشت شده در مزارع استان زنجان. مجله سلامت و محیط زیست. فصلنامۀ علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران. شمار 1. 41-56.

دلاور، محمد امیر؛ صفری، یاسر؛ 1394. منشأیابی فلزات سنگین در خاک‌های اطراف شهرک روی زنجان با استفاده از تکنیک‌های آماری چند متغیره. نشریه آب و خاک. شماره 3. 627-637.

هودجی، مهران؛ جلالیان، احمد؛ 1383.پراکنش نیکل، منگنز و کادمیوم در خاک و محصولات کشاورزی در منطقه استقرار مجتمع فولاد مبارکه. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. شماره ۸. ۵۵-۶۷.

یارقلی، بهمن؛ 1394. بررسی مقدار جذب و تجمع کادمیم در اندام‌های مختلف چهار گیاه زراعی (گندم، اسفناج، خیار و هویج). مجله آب و فاضلاب. شماره 6. 107-114.

Abdel-Kader NH, Shahin R, Khater HA., 2013. Assessment of Heavy Metals Immobilization in Artificially Contaminated Soils Using Some Local Amendments. Open Journal of Metal 3:68-76.

Alloway BJ., 2013. Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability. Springer: Netherlands.

Bi XY, Feng XB, Yang YG, Li XD, Shin GPY, Li FL, Qiu GL, Li GH, Liu TZ, Fu ZY., 2009. Allocation and source attribution of lead and cadmium in maize (Zeamays L.) impacted by smelting emissions. Environmental Pollution 157: 834-839.

Black A, McLaren RG, Reichman SM, Speir TW, Condron LM., 2011. Evaluation of soil metal bioavailability estimates using two plant species (L. perenne and T. aestivum) grown in a range of agricultural soils treated with biosolids and metal salts. Environmental Pollution 159(6): 1523-1535.

Chehregani A, Noori M, Lari Yazdi H., 2009. Phytoremediation of heavy-metal-polluted soils: Screening for new accumulator plants in Angouran mine (Iran) and evaluation of removal ability. Ecotoxicology and Environmental Safety 72: 1349–1353.

Ferre-Huguet N, Marti-Cid R, Schuhmacher M, Domingo JL., 2008. Risk assessment of metals from consuming vegetables, fruits and rice grown on soils irrigated with waters of the Ebro River in Catalonia, Spain.Biol Trace Elem Res 123: 66-79.

http://www.epa.gov/iris/subst.

Huang M. Zhou S. Sun B. Zhao Q., 2008. Heavy metals in wheat grain: assessment of potential health risk for inhabitants in Kunshan, China. Science of the Total Environment 405: 54-61.

Jia L, Wang W, Li Y, Yang L. 2010. Heavy metals in soil and crops of an intensively Farmed area: A case study in Yucheng city, Shandong province, China. International Journal of Environmental Research and Public Health 7: 395-412.

Joint FAO/WHO export committee on food additives. Summary and conclusions, 53rd meeting. Rome: Joint FAO/WHO, 1999. Technical Report.

Karami M, Afyuni M, Rezainejad Y, Schulin R., 2009. Heavy metal uptake by wheat from a sewage sludgeamended calcareous soil. Nutrient Cycling in Agroecosystems 83: 51-61.

Kumpiene J, Lagerkvist A, Mauri C., 2008. Stabilization of As, Cr, Cu, Pb and Zn in soil using amendments–a review. Waste Management 28(1): 215-225.

Lair GJ, Gerzabek MH, Haberhauer G., 2007. Retention of copper, cadmium and zinc in soil and its textural fractions influenced by long-term field management. European Journal of Soil Science 58:1145-1154.

Lindsay WL, Norvell W. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal 42(3):421–428.

Lozano-Rodriguez E, Luguera M, Lucena J, Carpena-Ruiz R., 1995. Evaluation of two different acid digestion methods in closed systems for trace element determinations in plants. Quimica Analitica-Bellaterra 14: 27-27.

Luo C, Liu C, Wang Y, Liu X, Li F, Zhang G, Li X. 2011. Heavy metal contamination in soils and vegetable near an e-waste processing site, south China. Journal of Hazardous Materials 186: 481-490.

Qian YZ, Chen C, Zhang Q, Li Y, Chen Zh, Li M., 2010. Concentration of cadmium, lead, mercury and arsenic in Chinese market milled rice and associated population health risk. Food Control 21: 1757-1763.

Rattan RK, Datta Sp, Chhonkar PK, Suribabu K, Singh AK., 2005. Long term impact of irrigation with sewage effluents on heavy metal content in soils, crops and groundwater- a case stady. Agriculture, Ecosystems & Environment 109:3-4: 310-22.

Salehipour M, Ghorbani H, Kheirabadi H, Afyuni M., 2015. Health risks from heavy metals via consumption of cereals and vegetables in Isfahan Province, Iran. Human and ecological risk assessment: an international journal 21(7):1920-1935.

Sposito G, Lund L, Chang A., 1982. Trace metal chemistry in arid‐zone field soils amended with sewage sludge: I. Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb in solid phases. Soil Science Society of America Journal 46(2):260–264.

Street R., 2012. Heavy metals in medicinal plant products—An African perspective. South African Journal of Botany 82: 67-74.

Torabian A, Mahjouri M., 2002. Heavy metals uptake by vegetable crops irrigated with wastewater in south Tehran. Journal of Environtal Study Science 16:255-263.

USEPA, IRIS., 2006. United States Environmental Protection Agency, Integrated Risk Information System.

Wang X., Sato T., Xing B., and Tao S., 2005. Health risks of heavy metals to the gereral public in Tianjin, China via

Yadav S., 2010. Heavy metals toxicity in plants: an overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. South African Journal of Botany 76(2): 167-179.

Zhao FJ, Su YH, Dunham SJ, Rakszegi M, Bedo Z, McGrath SP, Shewry PR., 2009. Variation in mineral micronutrient concentrations in grain of wheat lines of diverse origin. Journal of Cereal Science 49: 290-295.