توزیع مکانی کادمیوم، روی و وانادیوم در خاک سطحی و تجمع آن ها در تعدادی از محصولات زراعی استان همدان

نگرانی جهانی در رابطه با سمیت فلزات سنگین در محیط زیست وجود دارد. آلودگی خاک به عناصر سنگین می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر سلامتی موجودات زنده اثر گذارد. با افزایش غلظت فلزات در خاک، احتمال ورود آن ها به گیاهان نیز افزایش می یابد. در نتیجه، تجمع آن ها به خصوص در محصولات کشاورزی برای سلامتی انسان مخاطره آمیز خواهد بود. هدف از این مطالعه، تعیین توزیع مکانی کادمیوم، روی و وانادیوم در خاک سطحی استان همدان، ارزیابی وضعیت آلودگی این فلزات در خاک و تعدادی از محصولات کشاورزی و بررسی ریسک ناشی از عناصر سنگین موجود در گیاهان مصرفی کشت شده در اراضی کشاورزی می باشد. بدین منظور با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک تصادفی، نمونه های خاک سطحی (cm 20ـ0) برداشت گردید و غلظت عناصر سنگین و برخی از پارامترهای خاک از جمله ph، ec، درصد ماده آلی و درصد شن، درصد سیلت و درصد رس تمامی نمونه ها آنالیز شد. با استفاده از تصاویر ماهواره ای نقاط نمونه برداری خاک واقع بر روی اراضی کشاورزی تعیین گردید و نمونه های گیاهان سیب زمینی (غده)، گندم، جو و ذرت (بذر) و یونجه (اندام هوایی) برداشت شد. دقت روش های کریجینگ با مدل های مختلف با استفاده از خطای قدرمطلق میانگین و خطای بایاس میانگین مقایسه شد و روشی که دارای بالاترین میزان دقت بود برای تهیه نقشه فلزات سنگین خاک مورد استفاده قرار گرفت. غلظت زمینه برای کادمیوم و وانادیوم با استفاده از پارامتر میانه و برای فلز روی با استفاده از شاخص توزیع زمین شیمیایی محاسبه شد و وضعیت آلودگی خاک با استفاده از شاخص بار زمین شیمیایی تعیین گردید. فاکتور انتقال فلزات سنگین از خاک به گیاه نیز برای تعیین میزان انباشتگی آن ها در گیاهان زراعی محاسبه شد. پتانسیل ریسک سلامتی در ارتباط با عناصر سنگین محصولات زراعی (گندم و سیب زمینی) نیز با استفاده از شاخص ریسک سلامتی، ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که غلظت عناصر مورد مطالعه در خاک استان همدان در دامنه طبیعی قرار دارد و کمتر از حداکثر غلظت مجاز با توجه به سمیت آن ها برای گیاه می باشد. میزان کادمیوم، روی و وانادیوم گیاهان نیز پایین تر از حد سمیت آن ها در گیاهان است. برای پهنه بندی فلزات سنگین خاک، کریجینگ گسسته با مدل نمایی برای کادمیوم و وانادیوم و کریجینگ ساده با مدل گوسی برای فلز روی، دارای بالاترین میزان دقت در بین روش های کریجینگ بودند. روی هم گذاری توزیع مکانی فلزات سنگین خاک با نقشه های زمین شناسی و کاربری اراضی نشان داد که کادمیوم منشأ زمین شناسی و کشاورزی دارد. برای فلز روی علاوه بر ماده مادری خاک، فعالیت های کشاورزی در غنی شدن خاک منطقه به این عنصر نقش به سزایی داشته است. برای وانادیوم عامل اصلی که غلظت این عنصر را کنترل می کند، زمین شناسی منطقه می باشد. براساس شاخص بار زمین شیمیایی به جز تعداد 10 نمونه خاک که از نظر کادمیوم آلوده و بر روی اراضی کشاورزی واقع بودند، آلودگی خاک به فلزات سنگین وجود ندارد. بالاترین مقدار فاکتور انتقال نیز مربوط به کادمیوم در گیاه سیب زمینی می باشد. براساس شاخص ریسک سلامتی مصرف گندم و سیب زمینی منطقه از نظر وجود کادمیوم و روی، ریسکی برای سلامتی انسان ندارد؛ اما مصرف گیاه گندم بواسطه ورود وانادیوم می تواند دارای ریسک نسبتاً بالایی باشد.