بررسی اشکال و رفتار شیمیایی آلاینده های ناشی از جنگ خلیج فارس در اراضی آلوده

فلزات سنگین یکی از مشکلات زیست محیطی عمده در جوامع بشری است که علاوه بر کاهش عملکرد و کیفیت محصولات، پایداری تولیدات کشاورزی را با چالش جدی مواجه و سلامت افراد جامعه را به خطر می اندازد. سرنوشت عناصر سنگین در محیط زیست تابع رفتار شیمیایی این عناصر در خاک می باشد. در این بررسی رفتار شیمیایی فلزات سنگین در خاکهای مختلف ( ‮‭63‬ نمونه خاک استان خوزستان و ‮‭17‬ نمونه خاک سایر استانها) مورد پژوهش قرار گرفت. آزمایشات و نتایج حاصله به شرح زیر می باشد: 1- غظت کادمیم در ‮‭48‬ نمونه دانه گندم مزارع استان خوزستان تعیین شد. غلظت کادمیم در تمام نمونه ها کمتر از ‮‭0/1‬ میلی گرم بر کیلو گرم و در ‮‭92‬ درصد نمونه ها کمتر از ‮‭0/05‬ میلی گرم بر کیلوگرم بود(حداکثر مجاز سازمان خواربار جهانی ‮‭0/2‬ میلی گرم بر کیلو گرم می باشد). 2- برای تعیین بهترین عصاره گیر فلزات سنگین قابل استفاده، سه عصاره گیر ‭DTPA‬، ‭EDTA ‬با ‮‭6.8‬ ‭pH) ) ‬و ‭EDTA ‬با ( ‮‭65.4‬ ‭pH) ‬مورد مقایسه قرار گرفتند. برای این منظور فلزات سنگین در ‮‭63‬ نمونه خاک استان خوزستان تعیین گردید و سپس برای بررسی ارتباط بین مقدار فلز سنگین استخراج شده توسط این عصاره گیرها و جذب گیاهی اقدام به کشت گیاه گندم در شرایط گلخانه در خاک های مورد مطالعه گردید. نتایج نشان داد که بین کادمیم قابل استخراج با ‭DTPA ‬و قابلیت هدایت الکتریکی‭(EC)‬ارتباط معنی داری(‮‭001.0‬ ‭> r = ‬0.،‮‭76‬ ‭p) ‬وجود دارد. از میان سه عصاره گیر بررسی شده، عصاره گیر ‭DTPA ‬بطور نسبی شاخص قابل قبولی برای پیش بینی وضعیت قابلیت استفاده عناصر مس، کادمیم و سرب ارایه میصنماید. هیچکدام از سه عصاره گیر بررسی شده نمیصتواند به عنوان شاخص قابل قبولی برای پیش بینی وضعیت نیکل قابل استفاده گیاه در خاک مورد استفاده قرار گیرد. 3- شکل های شیمیایی کادمیم در ‮‭30‬ نمونه خاک استان خوزستان قبل و بعد از کشت گندم به روش عصاره گیری دنبالهصای استخراج و ارتباط آنها با جذب گیاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد کادمیم در مراحل قبل از کاشت و پس از برداشت در همه شکلهای مورد آزمایش اختلاف معنی داری دارد. میزان جذب کادمیم توسط گیاه گندم همبستگی معنی داری در سطح %1 با شکل جذب سطحی شده کادمیم در خاک نشان داد و با دیگر شکلهای کادمیم همبستگی معنی داری از لحاظ آماری نشان نداد. 4- تغییرات زیست فراهمی سرب و کادمیم در ‮‭13‬ خاک آهکی در طول یک سال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمایشات نشان داد که کاهش زیست فراهمی سرب و کادمیم در ابتدا شدید بوده وسپس کند می شود. معادله های ‭R=‬‮‭100‬/(1‭+ktb) ‬و ‭R=‬‮‭100‬/(1‭+kt)b‬که در آنها ‭R ‬درصد زیست فراهمی در زمان ‭t ‬و ‭k ‬و‭b ‬ثابتهای تجربی معادله ها می باشند، بهترین برازش را به داده های بدست آمده داشتند. این ثابتها با بعضی از ویژگیهای خاک همبستگی معنی داری داشتند. ثابت تجربی ‭k ‬برای سرب با ‭pH ‬و ‭CEC ‬همبستگی معنی داری داشت. 5- اثر غلظت بر زیست فراهمی کادمیم وسرب در سه خاک آهکی و یک خاک اسیدی در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. به نمونه های خاک پنج غلظت متفاوت کادمیم و سرب اضافه گردیده و در رطوبت ‮‭85‬ درصد ظرفیت مزرعه به مدت یکسال در دمای ثابت ‮‭25‬ درجه سانتیگراد خوابانده شدند. در فواصل زمانی معین نمونه ها برای اندازه گیری کادمیم و سرب قابل استخراج به روش ‭DTPA ‬برداشت گردیدند. نتایج نشان داد که الگوی تغییرات زیست فراهمی کادمیم و سرب در غلظتهای مختلف به استثنای ‮‭5000‬ میلگرم بر کیلوگرم سرب مشابه بود. کادمیم و سرب قابل استخراج با افزایش مقدار کادمیم و سرب اضافه شده به خاک افزایش یافت ولی در محدوده غلظت مورد مطالعه این افزایش برای کادمیم خطی و برای سرب غیرخطی بود. همچنین مقایسه ضرایب تبیین ‭((R‬2 نشان داد که معادله ‭R=‬‮‭100‬/(1‭+ktb) ‬بهترین برازش را به داده ها در غلظتهای مختلف دارد ‭(R‬2 از ‮‭0/92‬ تا ‮‭0/99‬). 6- خصوصیات جذب کادمیم در ‮‭19‬ خاک آهکی در دامنه ای از غلظت کادمیم ( ‮‭12 024/0‬‭/mmolCd‬8) و دمای ‮‭25‬ درجه سانتیگراد مطالعه گردید. هم دماهای جذب بخوبی بوسیله معادلات فروندلیچ و لانگمویر توضیح داده شدند (‮‭0/95-1/00‬R2= و ‮‭0/94-0/99‬R2= به ترتیب برای معادلهصهای لانگمویر و فروندلیچ). پارامتر حداکثر جذب کادمیم ‭(qm)‬دامنهصصای بین ‮‭2460‬ تا ‮‭10226‬ میلی گرم بر کیلو گرم داشت. خاکهای با رس بالا بر اساس پارامتر حداکثر جذب لانگمویر بیشترین ظرفیت جذب را داشتند. نتایج نشان داد که رس، شن، کربن آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی مهم ترین خصوصیاتی از خاک هستندکه جذب کادمیم در خاکهای آهکی را تحت تاثیر قرار می دهند. پارامتر حداکثر جذب لانگمویر و ضریب فروندلیچ همبستگی معنی داری با ظرفیت تبادل کاتیونی، رس، سیلت، کربن آلی وشن داشتند. همچنین نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار کربنات کلسیم معادل‭(CCE) ‬با هیچکدام از پارامترهای معادلات هم دمای جذب همبستگی معنی داری ندارد.