ژئوشیمی زیست‏ محیطی فلزات سنگین در منابع آب زیرزمینی و خاک در محدوده زمین‎های کشاورزی دشت مجن، استان سمنان

دشت مجن یکی از مناطق مهم از لحاظ توسعه کشاورزی و باغداری در شهرستان شاهرود می باشد. این پژوهش با هدف بررسی آلودگی خاک‏های کشاورزی و منابع آب زیرزمینی دشت مجن به فلزات سنگین و آنیون های نیترات و فسفات و به منظور ارزیابی اثر فعالیت های کشاورزی بر آلودگی منابع خاک و آب زیرزمینی صورت گرفته است. به این منظور، 12 نمونه خاک سطحی (عمق 20-0 سانتی متر) و 2 نمونه خاک زیر سطحی (عمق های 40-20 و 60-40 سانتی متر) از مزارع و باغ ها برداشت شد. همچنین یک نمونه خاک کشت نشده (عمق 30-10 سانتی متر) به عنوان نمونه زمینه محلی برداشت شد. 18 نمونه آب نیز از چاه های کشاورزی منطقه برداشت گردید. ویژگی های فیزیکوشیمیایی نمونه‏های خاک (شامل ph، ماده آلی، کربنات‏کلسیم و بافت) و غلظت کل فلزات سنگین در نمونه-های خاک با استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری شد. همچنین پارامترهای صحرایی آب (شامل ph و هدایت الکتریکی) و غلظت نیترات، فسفات و فلزات سنگین در نمونه های آب تعیین گردید. داده های به دست آمده با استفاده از مقایسه با مقادیر استاندارد، محاسبه ضرایب ژئوشیمیایی (ضریب غنی‏شدگی، ضریب زمین انباشت، ضریب آلودگی، درجه آلودگی، شاخص بار آلودگی و شاخص خطر بالقوه زیست‏محیطی) و روش های آماری (ضرایب همبستگی، تحلیل خوشه ای و تحلیل مولفه اصلی) تجزیه و تحلیل شدند. بر اساس نتایج به دست آمده غلظت کل عناصر کادمیم، آرسنیک، مس، روی، نیکل، کروم، منگنز و فسفر در نمونه های خاک مورد مطالعه بالاتر از غلظت این عناصر در نمونه زمینه محلی است. همچنین غلظت این عناصر (به جز آرسنیک) در نمونه خاک سطحی در مقایسه با نمونه های خاک عمیق تر بالاتر است. غلظت کل عناصر آنتیموان، آهن، آلومینیم، اسکاندیم، مولیبدن، کبالت و سرب در نمونه های مورد مطالعه نزدیک یا پایین تر از غلظت آن ها در نمونه زمینه محلی است. همچنین غلظت این عناصر (به جز سرب) در نمونه های خاک عمقی در مقایسه با نمونه خاک سطحی بالاتر است. نتایج حاصل از محاسبه شاخص های ژئوشیمیایی نشان دهنده آلودگی نمونه های مورد مطالعه نسبت به عناصر کادمیم، آرسنیک، فسفر، آنتیموان و روی می باشد. مقایسه غلظت فلزات سنگین در نمونه های آب با استاندارد سازمان بهداشت جهانی برای مصارف شرب نشان می دهد که غلظت آرسنیک و کروم در نمونه های مورد مطالعه بالاتر از مقادیر استاندارد و غلظت نیکل، آهن، آلومینیم، سرب، روی، مس، کادمیم و کبالت پایین تر از مقادیر استاندارد برای مصارف شرب است. همچنین غلظت همه عناصر به جز نیکل و کبالت در نمونه ها با افزایش عمق چاه ها کاهش می یابد که گویای منشأ انسان زاد این عناصر (فعالیت کشاورزی) در منطقه مورد مطالعه است. افزایش غلظت نیترات و فسفات در چاه های کم عمق در مقایسه با چاه های عمیق تر منشأ انسان زاد این آلاینده ها را تأیید می‏کند. بر اساس محاسبه شاخص های کیفی، منابع آب منطقه دارای آلودگی فلزی است و برای مصارف شرب مناسب نمی باشد. به طورکلی فعالیت های کشاورزی و استفاده غیراصولی از انواع کودها، سموم و آفت‏کش‏ها در مزارع و باغ های منطقه مهم ترین منبع احتمالی آلودگی فلزی در منابع آب و خاک دشت مجن می باشد.