چکیده

استفاده مداوم از پساب فاضلاب در آبیاری گیاهان زراعی در بلند مدت باعث انباشته شدن عناصر سنگین و آلودگی گیاهان، حیوانات و محیط زیست در ابعاد مختلف می‌گردد. هدف از این تحقیق، ارزیابی تأثیر استفاده از آبیاری قطره‌ای عمقی در کاهش پتانسیل تجمع عناصر سنگین در خاک و محصول و همچنین شاخص ریسک آلودگی تحت آبیاری با پساب می‌باشد. مزرعه مورد آزمایش در قالب طرح اسپلیت بلوک با دو تیمار اصلی شامل آب معمولی و پساب و سه تیمار فرعی شامل عمق قطره‌ چکان صفر، 15 و 30 سانتی‌متر با چهار تکرار در شهر اصفهان قرار داشت. نمونه‌های خاک در ابتدا و پس از برداشت گندم کشت‌ شده در دو سال متوالی در زمین مورد آزمایش از هر پلات برداشته شدند. غلظت عناصر سنگین Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, Ni در نمونه‌های خاک و دانه‌های گندم با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شدند. شاخص افزایش آلودگی (PLI) نشان داد که افزایش میزان عناصر سنگین در خاک‌های آبیاری شده تحت تیمار پساب اختلاف معنی‌داری با آب معمولی نشان نداد (05/0P>). غلظت عناصر Cu، Pb، Cr و Zn در دانه‌های گندم کمتر از میزان حداکثر مجاز استاندارد بود ولی میزان Cr بیشتر از مقدار مجاز بود و میزان Ni چندین برابر حد مجاز بود. نتایج حاصل از آزمایشات میزان شاخص ریسک آلودگی 17/5 و 57/1 را برای عناصر Cd و Cu نشان داد. همچنین مقدار این شاخص برای عناصر Cd، Cu و Cr برای کودکان نیز بیش از یک بود. بر‌اساس نتایج ارائه‌ شده می‌توان نتیجه گرفت که عمق قطره‌ چکان تأثیر معنی‌داری در انباشته شدن عناصر سنگین در خاک و دانه گندم ندارد.

واژه‌های کلیدی: شاخص افزایش آلودگی، شاخص غلظت گیاه، شاخص جذب روزانه عناصر، عناصر سنگین، اصفهان

Abstract

Constant use of treated wastewater (TWW) for irrigation over long periods may cause buildup of heavy metals up to toxic levels for plants, animals, and entails environmental hazards in different aspects. The aim of this study was to assess the effect of using a deep emitter installation on lowering the potential heavy metal accumulation in soil and wheat grain, and health risk under drip irrigation with treated municipal wastewater. A field experiment was conducted according to a split block design with two treatments (fresh and wastewater) and three sub treatments (0, 15 and 30 cm depth of emitters) in four replicates in Esfahan, Iran. Soil samples were collected before planting (initial value) and after harvesting (final value) in each year. Elemental concentrations (Cu, Zn, Cd, Pb, Cr, and Ni) in soil and grain were determined using an atomic absorption spectrophotometer. A pollution load index (PLI) showed that there was not substantial buildup of heavy metals in the wastewater-irrigated soils compared to the freshwater-irrigated soils. Cu, Pb, Cr and Zn concentrations in wheat grain were within permissible EPA limits, but concentrations of Cr was above the safe limits of EPA. In addition, concentrations of Ni in wheat grain were several folds higher than EPA standards. A health risk index (HRI) which is usually adopted to assess the health risk to hazard materials in foods showed values higher than 1 for Cd and Cu, whereas children might also be exposed to health risk of Cd, Cu and Cr. Based on aforementioned results, it can be concluded that the depth of emitter in drip irrigation does not play a significant role in the accumulation of heavy metals from TWW in our sandy loam soil.

Keywords: Daily intake of metals, Esfahan, Heavy metals, Plant concentration factor, Pollution load index

Isfahan University of Technology

ارزیابی شاخص ریسک آلودگی محصول و خاک در کشت خطی گندم تحت سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با پساب شهری در منطقه نیمه‌خشک