ارزیابی غلظت کل، آلودگی و گونه سازی فلزات بالقوه سمی در خاک های کشاورزی دشت جوین (سبزوار، استان خراسان رضوی)

سابقه و هدف: آلودگی خاک های به فلزات بالقوه سمی امروزه یکی از مهم ترین چالش ها در حوضه سلامت مواد غذایی و سلامتی انسان است. بیشتر ارزیابی هایی که در ایران بر روی آلودگی های خاک های کشاورزی صورت گرفته با در نظر گرفتن غلظت کل فلزات در خاک انجام شده است در صورتی که فلزات در خاک ها به شکل ها یا گونه های مختلف شیمیایی حضور دارند که می باید در ارزیابی های دقیق زیست محیطی مدنظر قرار گیرند. هدف از این پژوهش ارزیابی غلظت کل، آلودگی، منشاء و گونه سازی فلزات بالقوه سمی در خاک ها کشاورزی دشت جوین در استان خراسان رضوی است.مواد و روش ها: ۲۷ نمونه خاک از کل دشت به صورت تصادفی و از عمق حدود ۵۰ سانتی متری برداشت گردید. پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک (ماده آلی، pH، درصد کربنات، بافت خاک) به همراه غلظت کل فلزات بالقوه سمی (روی، کادمیم، آرسنیک، کروم و نیکل) به روش های استاندارد اندازه گیری شد. شدت آلودگی فلزات از طریق شاخص های آلودگی (ضریب غنی شدگی و شاخص زمین انباشت،) و منشاء آنها با روش های آماری چند متغیره (همبستگی و تحلیل مولفه اصلی) تعیین گردید. از روش BCR چهار مرحله ای برای تعیین گونه ها یا فازهای شیمیایی در نمونه های خاک استفاده شد.نتایج و بحث: نمونه ها از نظر pH و میزان کربنات دارای ماهیت قلیایی، از نظر بافتی در رده لومی رسی و از نظر میزان ماده آلی در حد متوسط هستند. در بیشتر نمونه های خاک غلظت همه فلزات مورد مطالعه از میانگین پوسته ای و میانگین خاک های جهانی بالاتر است. شاخص های ارزیابی شدت آلودگی فلزی نیز نشان داد که کروم، نیکل و مس در رده آلودگی متوسط تا شدید و کادمیم، آرسنیک و روی در رده آلودگی شدید قرار می گیرد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل های آماری مشخص ساخت که در خاک های منطقه کروم و نیکل منشاء عمدتا زمین زاد داشته و از سنگ بستر افیولیتی منطقه ناشی شده اند در حالیکه روی، کادمیم و آرسنیک عمدتا انسانزاد بوده و از (فعالیت های کشاورزی) منشاء گرفته اند. بر اساس مطالعات گونه سازی، کروم و نیکل عمدتا در فاز بازماندی (F۴)، روی و مس در فاز اکسیدپذیر (F۳)، آرسنیک در فاز کاهش پذیر (F۲) و کادمیم عمدتا در فاز انحلال پذیر/تبادل پذیر حضور دارند. قرارگیری دو فلز کروم و نیکل در فاز بازماندی (پایدار) نشان دهنده منشاء عمدتا زمین زاد این فلزات در نمونه های خاک داشته و ضریب تحرک پذیری اندک آنها است . در مقابل درصد بالای فلزاتی چون روی، مس، کادمیم و آرسنیک در سه فاز اول (F۱+F۲+F۳) بیانگر منشاء عمدتا انسانزاد (فعالیت های کشاورزی در منطقه) و تحرک پذیری با زیست دسترس پذیری بالای آنها در نمونه های خاک است.نتیجه گیری: بر اساس ارزیابی انجام شده در این پژوهش فلزات در خاک های کشاورزی منطقه جوین از حدود استاندارد و مجاز خاک فراتر رفته و به غیر از کروم و نیکل که منشاء عمدتا طبیعی دارند سایر فلزات مورد مطالعه در اثر فعالیت های انسانزاد (فعالیت های کشاورزی) وارد خاک های منطقه شده اند. مطالعه گونه سازی نشان داد که فلزات در خاک های منطقه مورد در شکل یا فازهای شیمیایی مختلفی حضور دارند که ناشی از شدت آلودگی و منشاء متفاوت این فلزات در خاک های منطقه است که ماحصل آن تحرک پذیری یا زیست دسترس پذیری متفاوت این فلزات در نمونه های خاک است.

Keywords:

خاک , دشت جوین , شاخص های آلودگی , فازهای شیمیایی , فلزات