چکیده: محدودیت منابع آبی، کمبود بارندگی، خطر بحران آب در کشور و اهمیت بازیابی مجدد آب از یکسو و افزایش آلودگی آب های سطحی و زیر زمینی به وسیله فلزات سنگین و سایر آلاینده های حاصل از فاضلاب های صنعتی و شهری از سوی دیگر، یافتن راه حلهای قابل قبول زیست محیطی را جهت حذف این مواد از منابع آبی ضروری می سازد. در این تحقیق از زئولیت کلینوپتیلولیت به عنوان جاذب طبیعی و آمبرلیت به عنوان جاذب شیمیایی برای حذف فلزات سنگین استفاده شد. آزمایش در قالب طرح کرت های خرد شده با سه اندازه زئولیت و یک اندازه آمبرلیت با 60 تیمار و سه تکرار در آزمایشگاه دانشگاه شیراز در سال 1390 انجام شد. زئولیت در سه سایز 075/0، 2/0 و 425/0 میلی-متر استفاده شد. پنج غلظت متفاوت از آلاینده مورد استفاده قرار گرفت که برای سرب غلظت های 40، 250، 500، 1000 و 1250 میلی گرم بر لیتر و برای نیکل و کادمیوم غلظت های 4، 6، 15، 20 و 40 میلی گرم بر لیتر در نظر گرفته شد. میزان جذب ترکیبات سرب، نیکل و کادمیوم در محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای جاذب زئولیت تاثیر غلظت آلاینده و اندازه زئولیت معنی دار بوده است و با افزایش غلظت آلاینده میزان جذب به طور خطی افزایش یافته است. بیشترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت های 1250، 40 و 40 میلی گرم در لیتر و برابر 97/59 ، 92/1 و 87/1 میلی گرم بر گرم زئولیت بدست آمد. کمترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت 40، 4 و 4 میلی گرم در لیتر و برابر 82/1، 16/0 و 18/0 میلی گرم بر گرم زئولیت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که برای جاذب آمبرلیت تاثیر غلظت آلاینده معنی دار بوده است و با افزایش غلظت آلاینده میزان جذب به طور خطی افزایش یافته است. بیشترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت های 1250، 40 و 40 میلی گرم در لیتر و برابر 35/62 ، 98/1 و 99/1 میلی گرم بر گرم زئولیت بدست آمد. کمترین میزان جذب سرب، نیکل و کادمیوم به ترتیب در غلظت 40، 4 و 4 میلی گرم در لیتر و برابر 98/1، 19/0 و 19/0 میلی گرم بر گرم زئولیت اندازه گیری شد.

در اغلب مناطق خشک و نیمه خشک از جمله اراضی وسیعی از ایران (بیش از 80 درصد) مساله ی بحران آب به عنوان یکی از اصلی ترین مشکلات در مسیر ایجاد کشاورزی پایدار، مطرح است. لذا استفاده از منابع آبی با کیفیت پایین تر به عنوان راه حلی جهت رفع نیاز آبی بخش کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات درازمدت آبیاری با پساب بر برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و خطر سلامتی فلزات سنگین انجام شد. به همین منظور چهار مزرعه با تاریخچه های متفاوت آبیاری با پساب به مدت 13 (w13) و 23 سال (w23)، آبیاری با آب چاه (w0) و آبیاری با آب چاه در مدت 15 سال اخیر (w0-15) در منطقه ی طاقانک، شهرکرد انتخاب شد. محاسبه ی بعد فرکتال می تواند به چند روش و با دو گزینه ی برازش خطی و غیر خطی صورت گیرد. برازش غیرخطی روش کرچنکو و ژانگ به دلیل ضریب تبیین بالاتر و میانگین مربعات خطا و معیار اطلاعاتی آکائیکه کوچک تر به عنوان مناسب ترین روش محاسبه ی بعد فرکتال ذرات بافت انتخاب شد. تجزیه و تحلیل خطا نیز موید این روش است. بین بعد فرکتال حاصل از برازش خطی و غیرخطی در دو روش جرم-قطر و جرم-قطر کراچنکو و ژانگ رابطه ی معنی دار ولی نه چندان قوی مشاهده شد. از این روابط می توان برای تصحیح بعد فرکتال تعیین شده در مطالعات قبلی استفاده نمود. آبیاری با پساب به مدت 13 سال ضریب ?sرا 8 درصد افزایش داده ولی آبیاری طولانی تر مقدار این ضریب را تغییر نداد. اگرچه آبیاری با پساب به مدت 13 سال تغییری در ضریب ? نداده است اما آبیاری طولانی تر با پساب ? را از 03/0 به 014/0 کاهش داد که به معنی افزایش نقطه-ی مکش ورود هوا از 30 به 70 سانتی متر است. آبیاری با پساب تمایل به افزایشn داشته ولی افزایش معنی دار در طول 23 سال آبیاری با پساب اتفاق نیفتاده است. 23 سال آبیاری با پساب ظرفیت زراعی و آب قابل استفاده را حداقل 2% افزایش و نگه داشت رطوبت در خاک را بهبود داده است.پساب کربن آلی و تخلخل خاک را افزایش و هدایت الکتریکی و جرم ویژه ی ظاهری خاک را کاهش داده است (05/0>p). آبیاری با پساب شاخص دکستر را از 064/0 به 077/0 افزایش داد (05/0>p). 13 سال آبیاری با پساب منجر به افزایش دو تا سه برابری تخلخل موثر خاک شده است (05/0>p). برای تمامی مزارع مقدار شاخص rwcدر دامنه ی مطلوب قرار داشت. گنجایش هوایی در اثر کاربرد پساب به 19/0 افزایش یافته است (05/0>p) که به مفهوم افزایش آب ثقلی است.پساب ساختمان، تخلخلوبهپیرویازآنهدایتآبی اشباعخاک (ks) را تحت تاثیر قرار می-دهد.آبیاری با پساب به مدت 13 سال هدایت آبی اشباع خاک را افزایش داده است (05/0>p) در حالی که آبیاری طولانی-تر با پساب (23 سال) هدایت آبی اشباع خاک را بیشتر افزایش نداده است. مقادیر هدایت آبی اشباع برآورد شده به روش راولز و همکاران برپایه ی بعد فرکتال روش کرچنکو و ژانگ نزدیک ترین نتایج را به مقادیر اندازه گیری شده توسط نفوذسنج مکشی داشت و قادر بود اثر کاربرد پساب را بر هدایت آبی اشباع منعکس سازد. آبیاری با پساب منجر به افزایش غلظت و شاخص انباشت روی (2/1)، مس (3/1)، کرومیوم (6/1) و نیکل (6/1) و کاهش کادمیوم (4/0) و سرب (8/0) گردیده است. غلظت کادمیوم، کرومیوم وسرب در دانه ی گندم و ذرت فراتر از حد مجاز اتحادیه اروپا بود. در گندم و ذرت، شاخص خطر سرب برای کودکان و بزرگسالان و کادمیوم برای کودکان بزرگ تر از 1 بود که به مفهوم خطر جدی و فزاینده مصرف گندم و ذرت تولید شده در این ناحیه است.

امروزه در اکثر مناطق جهان آب زیرزمینی از اهمیت بسیار بالایی جهت تأمین آب شیرین برخوردار است. مهم ترین مشکلی که آب های زیرزمینی را تهدید می کند، آلوده شدن آن ها است، بنابراین حفظ منابع آبی از خطر آلودگی مسئله مهمی است. یکی از منابع مهم تأمین آب جهت شرب، صنعت و کشاورزی چشمه ها هستند. هدف از انجام این پروژه ارزیابی کیفیت آب چشمه های دشت زرین، دره نمک، غلام آباد، چشمه زنه، گرداب بن، گوگردی، سندگان، سیله، باغ بهزاد و سیاسرد برای مصارف مختلف و تعیین اثر سازندهای زمین شناسی بر روی کیفیت آب این چشمه ها است. بدین منظور ویژگی های کیفی آب شامل مولفه های کلسیم(ca2+)، منیزیم (mg2+)، سدیم (na+)، پتاسیم (k+)، کلر (cl-)، بی کربنات (hco3-) و سولفات (so42-)، ec (هدایت الکتریکی)، tds (کل جامدات محلول) و ph (اسیدیته آب) اندازه گیری و شاخص های سختی کل (th)، قلیائیت کل (ta)، نسبت جذب سدیم (sar) و درصد سدیم (%na) محاسبه شدند. همچنین عناصر کمیاب از قبیل نقره (ag)، آرسنیک (as)، کادمیوم (cd)، کبالت (co)، آنتیموان (sb)، قلع (sn)، تالیوم (ti)، وانادیوم (v)، آلومینیوم (al)، بر (b)، باریم (ba)، بریلیم (be)، کروم (cr)، مس (cu)، آهن (fe)، جیوه (hg)، لیتیم (li)، منگنز (mn)، مولیبدن (mo)، نیکل (ni)، سرب (pb)، سلنیوم (se)، سیلیس (si)، استرانسیم (sr) و روی (zn) آنالیز شدند. در بررسی تغییرات زمانی کیفیت آب چشمه های سیله، سندگان، سیاسرد و چشمه زنه از آمار و اطلاعات موجود استفاده شد و شاخص های lsi (لانژلیه) و rsi (رایزنر) محاسبه شدند. نمونه های آب چشمه های سیله، سندگان، سیاسرد و چشمه زنه از نظر عناصر اصلی و شاخص های ph، ec و tds در دوره زمانی 1381- 1388 در محدوده مجاز استاندارد who و ایران برای شرب مطلوب هستند. نمونه های آب بر اساس میانگین lsi در چشمه سیله، چشمه زنه و چشمه سیاسرد دارای پتانسیل خورندگی زیاد و در چشمه سندگان دارای پتانسیل خورندگی کم می باشند. بر اساس میانگین rsi همه ی چشمه ها دارای پتانسیل خورندگی زیاد هستند. چشمه های دره نمک، گوگردی و باغ بهزاد در بین چشمه های مورد مطالعه بیشترین میزان th، ec و tds را دارند و این مسئله به دلیل وجود ساختارها و سازندهای زمین شناسی متفاوت در محدوده های مورد مطالعه است. چشمه های دشت زرین، غلام آباد، چشمه زنه، گرداب بن، سندگان، سیله و سیاسرد در سازندهای کربناته و چشمه های دره نمک، باغ بهزاد و گوگردی در سازندهای تبخیری قرار دارند. انحلال کانی های کربناته و تبخیری در مقایسه با سایر کانی ها نقش تعیین کننده تری در شیمی آب چشمه ها دارند. آنالیز نمونه های آب نشان داد که تمرکز بالای فلزات کمیاب در منابع آب به استثنای چند مورد مشاهده نمی شود. عدم تمرکز بالای عناصر مورد آنالیز در نمونه های آب، نشان دهنده انحلال کم کانی ها در محدوده مورد مطالعه است. انحلال پذیری اندک کانی ها را می توان به خاصیت قلیایی نسبتاً بالای آب های زیرزمینی و به سرعت بالای جریان آّب، نسبت داد. طبق نمودارهای شولر و ویلکوکس کیفیت آب چشمه های مورد مطالعه به جز چشمه های دره نمک، گوگردی و باغ بهزاد برای شرب و آبیاری مناسب هستند.