علوم آب و خاک

---

مطالعه واکنش‌های فسفر در طول زمان و نقش مواد آلی در خاک‌های آهکی در رأستای مدیریت صحیح استفاده از کودهای فسفر و کودهای دامی سودمند خواهد بود. هدف از این پژوهش تعیین تأثیر مواد آلی بر فراهمی فسفر و اجزای آن در طول زمان بود. به این منظور 8 خاک از خاک‌های آهکی دشت مشهد جمع‌آوری شد. تیمارهای آزمایش شامل تیمار فسفر، با دو سطح صفر و 300 میلی‌گرم فسفر بر کیلوگرم خاک از KH₂PO₄ و تیمار ماده آلی با دو سطح صفر و یک درصد کود گاوی بود. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل اجرا گردید. مقدار فسفر قابل دسترس (Olsen-P) در خاک‌ها، 2، 5، 10، 30، 60، 90 و 150 روز پس از تیمار شدن اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در پایان دوره آزمایش تنها 17 درصد فسفر افزوده شده در تیمار فسفر قابل دسترس بود در حالی که در این زمان در تیمار کود دامی این مقدار 34 درصد بود. استفاده از کود دامی به همراه فسفر معدنی، درصد بازیافت فسفر را افزایش داد. در بررسی توزیع اجزای معدنی فسفر در زمان‌های 5، 30 و 150 روز مشخص شد که کاربرد کود دامی به همراه فسفر موجب افزایش مقدار فسفر در جزء CBD (سیترات-‌ بی‌کربنات-‌ دی‌تیونات) گردیده است. این امر می‌تواند به دلیل تشکیل کمپلکس‌های آلی فسفر با اکسیدهای آهن باشد. استفاده از کود دامی در مقایسه با تیمارهای فسفر و فسفر به‌علاوه ماده آلی باعث افزایش بیشتر فسفر در جزء NaCl-NaOH گردید. می‌توان نتیجه گرفت که فسفر کود دامی در مقایسه با فسفر معدنی در طول زمان ممکن است برای گیاه بیشتر قابل استفاده باشد.

---

به منظور بررسی تأثیر ماده آلی و شوری روی محلول خاک یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 سطح شوری و 2 سطح ماده آلی و 2 سطح روی از نمک سولفات روی در 4 خاک در 3 تکرار انجام شد. نمونه‌ها به مدت 6 ماه در دمای آزمایشگاه نگه‌داری شدند. مقادیر pH و EC و نیز غلظت یون‌های ^- SO4^-2, HCO^3-,Cl^-, Zn⁺², Mg⁺², Ca⁺², Na⁺, K⁺, PO4^-3, NO3و کربن آلی محلول (DOC) در عصاره اشباع خاک در پایان 2 و 6 ماه اندازه‌گیری شد. سپس با استفاده از نرم افزار MINTEQA2 گونه‌های شیمیایی موجود در عصاره اشباع خاک بر آورد گردید. افزایش قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک باعث افزایش معنی‌دار (در سطح 5 درصد) غلظت کل روی عصاره اشباع تمام خاک‌های مورد مطالعه شد. با افزایش شوری در تمام خاک‌های مورد مطالعه غلظت کاتیون دو ظرفیتی روی افزایش و مقدار کربن آلی محلول کاهش یافت. در تمام خاک‌های مورد مطالعه اضافه کردن ماده آلی باعث افزایش معنی‌داری (در سطح 5 درصد) غلظت روی کل محلول شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده به نظر می‌رسد شوری، کاربرد کود سولفات روی و ماده آلی سبب افزایش غلظت روی محلول شود.

---

افزایش فعالیت‌های صنعتی در طی سال‌های اخیر و به دنبال آن ورود انواع آلاینده‌های آلی و غیر آلی از جمله سرب به خاک از مشکلاتی است که سلامت بشر را تهدید می‌کند. گیاه‌پالایی (Phytoremediation) از جمله روش‌های پیشنهادی است که با انباشت عناصر سنگین در اندام هوایی گیاهان، خروج این عناصر از خاک‌های آلوده را امکان‌پذیر می‌کند. هدف این مطالعه بررسی امکان گیاه پالایی در خاک با استفاده از گیاهان آفتابگردان، ذرت و پنبه در حضور اسید سولفوریک و EDTA بود. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو سطح عنصر سرب (0 و 200 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، EDTA با سه سطح 0، 5/1، 3 میلی‌مول در کیلوگرم خاک، اسید سولفوریک با سه سطح 0، 5/0 و 1 میلی‌مول در کیلوگرم خاک و سه گیاه آفتابگردان، ذرت و پنبه با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. نتایج نشان داد که مقدار 5/1 و 3 میلی‌مولEDTA اثر معنی‌داری بر مقادیر سرب در ریشه و اندام هوایی گیاهان داشت. بیشترین افزایش سرب اندام هوایی به ترتیب به اندازه 17 و 3/28 برابر شاهد در پنبه دیده شد. مقدار 5/1 میلی‌مول EDTA نسبت به 3 میلی‌مول EDTA تأثیر بیشتری در انباشت مقدار کل این عنصر در بین گیاهان داشت. افزایش EDTA در سطوح ذکرشده بر مقدار کل سرب ریشه اثر معنی‌داری نداشت. افزایش اسید سولفوریک در غلظت‌های یادشده با روند نامنظم، تغییراتی را در مقادیر سرب گیاهان ایجاد کرد. به طور کلی، ذرت در بین سه گیاه دارای توان بالاتری در جذب و انتقال سرب بود. مقایسه مقادیر سرب در ریشه و اندام هوایی گیاهی بر اثر استفاده از اسیدسولفوریک و EDTA در غلظت‌های ذکرشده نشانگر اثر بیشتر EDTA در افزایش تجمع این عنصر در گیاهان بود.

---

امروزه سمیت نقره و سرنوشت زیست محیطی آن مورد بحث و چالش است. با این‌که مطالعات بسیاری در مورد مقدار کل نقره در خاک صورت گرفته، گونه‌‌بندی این فلز در خاک به ویژه در خاک آهکی مطالعه نشده است. بنابراین هدف این مطالعه بررسی رفتار شیمیایی این فلز سنگین در دو خاک آهکی و غیرآهکی تعریف شد. آزمایش به شکل فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی با تیمار‌‌های نقره (0 و 15 میلی‌‌گرم بر کیلوگرم)، لجن فاضلاب (0 و 20 تن در هکتار) و EDTA (صفر و 5/0 درصد‌‌) در دو زمان 30 و 60 روز با سه تکرار و عصاره‌‌گیری پی‌‌درپی با 8 مرحله (تبادلی، کربنات، فلز- ماده آلی، اکسید منگنز، آلی، اکسید‌‌های فلزی بی‌شکل، اکسید‌‌های آهن کریستالی و باقی‌مانده) انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نقره به خاک غیرآهکی باعث توزیع دوباره آن در اجزای تبادلی (34%)، آلی (33%) و باقی‌مانده (17%) شد. در خاک آهکی نقره تبادلی و باقی‌مانده پس از 30 روز و نقره آلی در پایان انکوباسیون افزایش یافت. افزودن نقره به خاک‌‌ها باعث افزایش تحرک این فلز شد ولی تیمار‌های لجن فاضلاب و زمان رفتاری متفاوت نشان دادند. نقره در خاک آهکی تیمار شده با EDTA نسبت به خاک غیرآهکی حلالیت بیشتری نشان داد. به نظر می‌رسد این مشاهده از لحاظ زیست محیطی برای خاک آهکی آلوده به فلز سنگین نقره قابل توجه و بررسی است.

---

هدف از این مطالعه، بررسی تأثیر مواد مادری و فرآیندهای خاک‎سازی بر توزیع عناصر سرب، روی، مس و نیکل در خاک‌های درجای تشکیل‌شده در پهنه بینالود، واقع در غرب مشهد، بود. بدین‌منظور، دو خاکرخ در موقعیت قله شیب هر یک از سنگ‌های گرانیتی، آذرین فوق‌بازی و دگرگونی حفر و از افق‌های ژنتیکی آنها نمونه‌برداری شد. مقدار شبه‌کل عناصر سنگین با استفاده از تیزاب سلطانی و اجزای مختلف عناصر سنگین به‌روش عصاره‌گیری متوالی تعیین گردیدند. مقدار 7/419-1/178 میلی‌گرم بر کیلوگرم نیکل در خاکرخ‌ فوق‌بازی در برابر 5/27-7/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم در خاکرخ گرانیتی، باعث وضعیت ویژه‌ای برای نیکل در خاک‌های مورد مطالعه شده است. مس در خاکرخ‌های‌ فوق‌بازی و دگرگونی به‌ترتیب با مقدار متوسط 60 و 3/56 میلی‌گرم بر کیلوگرم نسبت به خاکرخ گرانیتی با مقدار 1/12 میلی‌گرم بر کیلوگرم، تفاوت قابل توجهی دارد. مقدار روی در خاکرخ‌‌ گرانیتی با مقدار متوسط 55 میلی‌گرم بر کیلوگرم، اندکی از خاکرخ‌های دیگر بیشتر است. سرب فقط در لایه‌های سطحی قابل تشخیص بود و مقدار آن حداکثر به 6 میلی‌گرم بر کیلوگرم می‌رسد. بخش باقیمانده، به جز عناصر نیکل و مس در خاکرخ‌ گرانیتی، بخش اصلی عناصر سنگین را تشکیل می‌دهد که با توجه به هوادیدگی کم خاک‌ها دور از انتظار نیست. غلظت عناصر سنگین مورد مطالعه در افق‌های سطحی تحت تأثیر ورود گچ و آهک به صورت مواد بادرفتی نیز قرار می‌گیرد. به‌طور کلی، مقدار عناصر سنگین مورد مطالعه به‌شدت تحت تأثیر مواد مادری هستند و از نظر اهمیت، رسوبات بادرفتی در درجه دوم اهمیت قرار دارند.

---

در سال‌های اخیر به‌دلیل افزایش جمعیت شهرنشینی و تغییر در الگوی مصرفی انسان‌ها، خاک‌های با کاربری شهری، صنعتی و کشاورزی در معرض آلاینده‌های مختلفی مانند عناصر سنگین قرار گرفته‌اند. عنصر سرب به‌عنوان یکی از این عناصر شناخته شده و سمیت آن باعث مشکلاتی در سلامتی انسان می‌گردد. این پژوهش با هدف تعیین نقاط حساس سرب با استفاده از شاخص‌های جامع و منطقه‌ای مورن در زیرحوضه کشف‌رود صورت پذیرفته است. تعداد 261 نمونه خاک سطحی به‌روش شبکه‌بندی نامنظم نمونه‌برداری و مقدار کل سرب آنها اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد با توجه به مثبت بودن شاخص جامع مورن مشاهدات سرب در سطح اطمینان بیش از 99 درصد دارای همبستگی مکانی از نوع خوشه‌ای می‌باشند. بر‌اساس شاخص منطقه‌ای مورن نیز تعداد 15 نمونه در سطح اطمینان بیش از 99 درصد به‌عنوان نقاط حساس معرفی که این نقاط در ناحیه جنوب شرقی حوضه مطالعاتی واقع شده‌اند. علاوه بر این نتایج ناشی از حذف نمونه‌های پرت نیز نشان‌دهنده امتداد موقعیت نقاط حساس به‌سمت غرب شهر مشهد می‌باشد. از علل قرار گرفتن این نواحی به‌عنوان نقاط حساس می‌توان مواردی مانند وجود کاربری شهری، جهت وزش باد غالب منطقه و نزدیکی این ناحیه به فرودگاه مشهد را معرفی نمود.