علوم آب و خاک

حضور صنایع و نزدیکی آنها به مراکز مسکونی در شهر اراک و آلودگی ناشی از عناصر بالقوه سمّی (PTEs= Potentially toxic elements) تهدید جدی برای سلامتی انسان و موجودات زنده در این منطقه محسوب می‌شود. در این میان آلودگی خاک به PTEs یکی از چالش‌های مطرح¬شده در این منطقه است و مطالعات متنوعی در این زمینه انجام شده است. مطالعات فراتحلیل، ارزیابی جامع از نتایج موجود در یک موضوع ارائه می‌دهند. در بررسی حاضر نتایج مطالعات آلودگی خاک به PTEs در دوره 11 ساله (2009 تا 2020) در شهر اراک مورد تحلیل قرار گرفت. در این بررسی خطر، پتانسیل سمّیت و خطرات سرطان‌زایی و غیر سرطان‌زایی PETs به کمک شاخص‌ها و روابط ریاضی ارزیابی شد. بر اساس نتایج حاصل از شاخص‌های آلودگی، خاک منطقه مورد مطالعه از نظر PETs شامل Zn، Cd، Cr، Ni، As، Pb، Cu و Hg در طبقه آلوده و بسیار آلوده قرار داشت. خطر اکولوژیک PETs در منطقه قابل توجه بوده و خاک منطقه از نظر پتانسیل سمّیت PETs دارای سمّیت حاد برآورد شد. سهم کادمیوم، آرسنیک و جیوه به‌ترتیب 49/3، 23/2 و 18/3 درصد از خطر اکولوژیک منطقه و نیکل، کروم و آرسنیک به‌ترتیب 34/7، 23/03 و 22/07 درصد از پتانسیل سمّیت PETs در خاک منطقه برآورد شد. آرسنیک، نیکل و کروم بیشترین خطر سرطان‌زایی برای کودکان از هر دو مسیر بلع و تنفس را داشته و در مورد بزرگسالان کروم، آرسنیک و نیکل بیشترین خطر سرطان‌زایی را از مسیر تنفس داشتند. با توجه به نتایج به‌دست آمده از مطالعات صورت گرفته، نگران‌کننده‌ترین PETs در منطقه مورد مطالعه شامل As، Cd و Pb و مهم‌ترین منشأ انتشار آنها در شهر اراک منابع انسان¬زاد و صنایع هستند.

آلودگی خاک به فلزات یکی از مشکلات مهم و اساسی در اکوسیستم های خشکی به خصوص در داخل و نواحی اطراف صنعتی است که به طریق مختلف می­تواند سلامت انسان را تهدید کند. بر این اساس در مطالعه حاضر به ‌بررسی تجمع زیستی آلودگی فلزات سنگین در کرم‌خاکیEisenia fetida  در خاکهای اطراف کارخانه سیمان آبیک استان البرز پرداخته شد. به این منظور تعداد 60 نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی‌متری در فواصل 500، 1000 و2000 و در جهت‌های شمال، جنوب، شرق و غرب برداشت شد. همچنین نمونه ­های کرم‌خاکی به‌صورت تصادفی در جهت‌های مختلف از این فواصل برداشت شد. به‌منظور سنجش فلزات سنگین در خاک و کرم‌خاکی روش هضم­ تر به‌کار گرفته ‌شد و به کمک دستگاه جذب اتمی غلظت فلزات سنگین Zn، Cu، Pb، Cr، Ni سنجش شدند. برای بررسی اثر فاصله و جهت از روش­های آماریOne-way ANOVA  و کروسکال والیس استفاده شد. همچنین برای ارزیابی توانایی کرم‌خاکی به‌عنوان شاخص زیستی از شاخص فاکتور تجمع زیستی (BAF) استفاده شد. بر اساس این پژوهش میانگین غلظت فلزات سنگین خاک در اطراف زمین‌های کارخانه سیمان آبیک برای  Zn، Cu، Pb، Cr، Ni به‌ترتیب 22/20، 10/19، 6/34، 7/63 و135/75 (میلی‌گرم بر کیلوگرم) و همچنین میانگین غلظت فلزات سنگین کرم‌خاکی در این منطقه برای فلزات Cr, Pb, Cu, Zn و Ni به ترتیب 57/51، 9/66، 5/18، 5/45 و 106/17 (میلی‌گرم بر کیلوگرم) به دست آمد و نتایج نشان داد که اثر فاصله تنها در مورد فلز نیکل معنی‌دار است (0/05(p< و اثر جهت برای همه فلزات سنگین به جز روی (0/05(p> معنی‌دار بود (0/05 (p< . همچنین روند کاهشی غلظت فلزات سنگین Zn، Cu و Pb با افزایش فاصله از کارخانه سیمان دیده شد که نشان‌دهنده‌ تاثیر کارخانه سیمان آبیک بر آلودگی فلزات سنگین در خاک کشاورزی اراضی اطراف آن است. بیشترین میزان شاخص تجمع زیستی (BAF) برای عنصر روی و بیشتر از 1 محاسبه شد که نشان‌دهنده تجمع زیستی روی در کرم‌خاکی است و می­توان نتیجه گرفت که کرم‌خاکی گونه شاخص زیستی مناسبی برای پایش آلودگی خاک به فلزات سنگین به ویژه روی است.