اثرات آبیاری با فاضلاب تصفیه شده برغلظت، توزیع و آلودگی بعضی عناصر سنگین خاک

آب و خاک

مقاله 6، دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 59، شهریور 1397، صفحه 573-585   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v32i3.69794

نویسندگان

بهناز آتش پز؛ سالار رضاپور^* ؛ نادر قائمیان

دانشگاه ارومیه

چکیده

در طی چند دهه گذشته مطالعات قابل توجه‌ای در ارتباط با تأثیر آبیاری با فاضلاب خام بر خصوصیات خاک انجام شده است اما تحقیقات چندانی برای اثرات فاضلاب تصفیه شده صورت نگرفته است. بر این اساس به منظور بررسی اثرات آبیاری با فاضلاب خروجی از تصفیه‌خانه ارومیه بر غلظت، توزیع و آلودگی بعضی عناصر سنگین خاک، تعداد شش نقطه (پنج نقطه در اراضی آبیاری شده با فاضلاب و یک نقطه در اراضی تحت آبیاری با آب چاه به عنوان شاهد) در منطقه ارومیه تعیین و در محدوده عمق ریشه گیاهان زراعی این منطقه (افق AP، عمق 0-30 سانتی‌متری) نمونه‌برداری صورت گرفت. نتایج نشان داد که عملیات آبیاری با فاضلاب باعث افزایش قابل توجه شکل قابل استخراج توسط DTPA عناصر فوق به صورت توالی Ni (78.9-141.8 %) > Cd (54.4-125 %) > Zn (35.7-73.3 %) > Cu (13-87 %) > Pb (6-32.3 %) خاک شده است. با این وجود به استثنای کادمیم شکل قابل استفاده سایر عناصر در محدوده‌های مجاز قرار گرفتند. در مقایسه با شاهد، در اکثر خاک‌های مطالعه شده شکل کل عناصر فوق نیز (به استثنای مس) به طور معنی‌داری افزایش یافته بود و بیشترین افزایش (200 تا 300 درصد) و کمترین افزایش (10 تا 32 درصد) به ترتیب مربوط به کادمیم و مس بود. همچنین نتایج شاخص‌های آلایندگی AP، PI، PIN، PLI نشان داد که اکثر خاک‌های مورد مطالعه در دامنه آلودگی کم تا آلودگی بالا قرار داشتند و کادمیم بیشترین نقش را در افزایش کلاس شاخص‌های فوق داشت.

کلیدواژه‌ها

دشت ارومیه؛ شاخص آلایندگی؛ شکل DTPA عناصر؛ شکل کل عناصر

مراجع

1- Abedi-Koupai J.B., Mostafazadeh-Farid M., Afyuni and Bagheri M.R. 2006. Effect of treated wastewater on soil chemical and physical properties in an arid region. Plant, soil and Environmental, 52(8):335-344.

2- Bai J., Yang Z., Cui B., Gao H., Ding Q. 2010. Some heavy metals distribution in wetland soilsunder different land use types along a typical plateau lake, China. Soil & Tillage Research, 106: 344–348.

3- Chapman H.D. 1965. Cation exchange capacity. In: Black CA (ed) Methods of soil analysis, Part2. American Society of Agronomy, Madison, pp: 891-900.

4- Cheng J.L., Shi Z., Zhu Y.W. 2007. Assessment and mapping of environmental quality in agricultural soils of ZhejiangProvince, China. Journal Environmental Science, 19: 50–54.

5- Dahnke W.C., and Journal G.V. 1990. In Westerman RL (ed) soil Testing and plant Analysis: American Society of Agronomy Inc. Madison, Wisconsin, USA, 6, 120-140.

6- Farahat E., and Linderholm W. 2015. The effect of long-term wastewater irrigation on accumulation and transfer of heavy metals in Cupressus sempervirens leaves and adjacent soils. Science of Total Environment. SID, 513: 1-7.

7- FAO. 1992. Wastewater Treatment and Use in Agriculture. Irrigation and Drainage Paper, No 47, FAO, Rome, Italy.

8- Hati K.M., Biswas A.K., Bandyopadhyay K.K., and Misra A.K. 2007. Soil properties and crop yilds on a vertisol in India with application of distillery effluent. Soil & Tillage Research, 92(1-2):60-68.

9- Iranian Environmental Protection Agency Research Deputy. 1992. Sewage outlet standard. Environmental Education Office. (In Persian).

10- Kabata-Pendias A. 2010. Trace elements in soils and plants. Boca Raton (FL): CRC Press, 157-166.

11- Klay S.A., Charef A., Ayed B., Houman and Rezgu F. 2010. Effect of irrigation with treated wastewater on geochemical properties (saltiness, C,N and heavy metals) of isohumic soils (Zaouit Sousse perimeter, Oriental Tunisia). Desalination, 253:180-187.

12- Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for Zinc, Iron, Manganese, and Copper. Soil science society of America Journal, 42(3), 421-428.

13- Malakouti M.J., and Gheibi M.N. 2000. Determination of critical levels of nutrients in soils, plant and fruit for the quality and yield improvements of Iran,s strategic crops. Applied Agriculture Science Publishers, Tehran, Iran. (In Persian).

14- Massas I., Ehaliotis C., Gerontidis S., and Sarris E. 2009. Elevated heavy metal concentrations in top soils of an Aegean islandtown (Greece): total and available forms, origin and distribution. Environmental Monitoring Assessment. 151: 105–116.

15- Mc Bride M.B., Richards B.K., Steenhuis T., Russo J.J., and Save S. 1997. Mobility and solubility of toxic metals and nutrients in soil fifteen years after sludge application, Soil Science. 7: 487-500. Nelson RE. 1982. Carbonate and gypsum. In: Page PL (ed) Methods of soil analysis, Part 2. American Society of Agronomy, Madison, pp: 181-199.

16- Nelson D.W., and Sommers L.E. 1996. Total Carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of soil analysis. Part, 3(3), 961-1010.

17- Nelson R.E. 1982. Carbonate and gypsum. In: Page PL (ed) Methods of soil analysis, Part 2. American Society of Agronomy, Madison, pp: 181-199.

18- Parsfar N., Maroufi S., Rahimi A.H., and Maroufi H. 2015. Evaluation of the rate of Cd, Zn, Cu and Pb in irrigation soil with municipal wastewater. Journal of Water and Soil Science, Vol. 25, No.1, Page 1 to 25. (In Persian with English abstract).

19- Rattan R.K., Datta S.P., Chhonkar P.K., SuribabuK and Singh A.K. 2005. Long-term impact of irrigation with sewage effluents on heavy metal content in soils, crops and groundwater-A case study. Agriculture, Ecosystems and Environmental, 109:310-322.

20- Ramos-Miras J.J., Roca-Perez L., Guzman-Palomino M., Boluda R., and Gil C. 2011. Background levels and baseline values of available heavy metals in Mediterranean greenhouse soils (Spain). Journal of Geochemical Exploration, 110(2), 186-192.

21- Rezapour S., Jafarzadeh A.A., Samadi A., and Oustan S. 2010. Distribution of iron oxides forms on A transect of calcareous soils, north-west of Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, 56:165-182.

22- Rezapour S., and Samadi A. 2011. Soil quality response to long-term wastewater irrigation in Inceptisols from a semi-arid environment. Nutrient cycling in Agroecosystems, 91(3), 269-2.

23- Rezapour S., Samadi A., and Khodaverdiloo H. 2012. An Investigation of the soil property changes and Heavy metal accumulation in relation to long-term wastewater irrigation in the semi-arid Region of Iran. Soil and Sediment contamination: An International Journal, 20, 841-856.

24- Rezapour S., Kouhinezhad P., Samadi P., and Rezapour M. 2015. Level, pattern, and risk assessment of the selected soil trace metals in the calcareous-cultivated Vertisols. Chemical Ecology, 8:692-706.80.

25- Rezapour S., Kouhinezhad P., and Samadi A. 2017. The potential ecological risk of soil trace metals following over five decades of agronomical practices in a semi-arid environment. Chemistry and Ecology, 68-78.

26- Sharma R.K., Agrawal M., and Marshall F. 2007. Heavy metal contamination of soil and vegetables in suburban areas of Varanasi, India. Ecotooxicology and Environmental Safety, 66(2):258-266.

27- Smith J.L., and Doran J.W. 1996. Measurements and use of pH and electrical conductivity for soil quality analysis. In Methods for assessing soil quality. SSSA special publication 49 (pp. 169-185). Madison: Soil Science Society of America.

28- Tabari M., Salehi A., and Ali-Arab A.R. 2008. Effects of wastewater application on heavy metals (Mn, Fe, Cr and Cd) contamination in a black locust stand in semi-arid zone of Iran. Research Journal of Environmental Science, 7(4): 382-388.

29- Toze S. 2006. Reuse of effluent water (benefit and risks). Agriculture Water Management, 80(1-30):147-59.

30- U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1993. Standards for use of disposal of sewage sludge, Final reles, 40 CFR, Parts 257, 403 and 503. Federal Register, 58 (32): 9248 – 9415.

31- Urmia Environmental Organization. 2008. Archive of figures.

32- WHO. 2006. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and grey water, part II, Geneva.

33- Yu L., Zhang B., and Zhang S.Q. 2004. Heavy metal elements pollution evaluation on the ecological environment of the Sanjiang Plain based on GIS. Chinese Journal of Soil Science, 35(5), 529-532.