علوم آب و خاک

---

یک آزمایش فاکتوریل با دو سطح روی (صفر و 5/1 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، پنج سطح شوری آب آبیاری (صفر، 60، 120 و 180 میلـی‌مولار کـلرید سدیم و 120 میلی‌مولار نیترات سدیم) با سه تکرار اجـرا گردید. بذر گنـدم، رقـم روشـن (Triticum aestivum cv. Roshan) در داخل گلدان‌ها کشت گردید. بعد از برداشت گیاه، غلظت روی و کادمیم در اندام‌های هوایی اندازه‌گیری شد. فعالیت گونه‌های مختلف روی و کادمیم محلول خاک با استفاده از نرم‌افزار MINTEQA2 تخمین زده شد. شوری ناشی از کلرید سدیم باعث افزایش غلظـت کادمیم کل و نیز گونـه‌های CdC1⁰₂, Cd²⁺ و⁺CdC1 محلول خـاک شد، در حـالی‌که شوری نیترات سدیم تأثیری بر غلظت کادمیم محلول خاک نداشت. غلظت کادمیم گیاه، با غلظت کادمیم کل و کلر محلول خاک هم‌بستگی مثبت و با غلظت روی محلول خاک هم‌بستگی منفی داشت. مصرف سولفات روی باعث کاهش غلظت کادمیم و افزایش غلظت روی در گیاه گردید. نتایج این آزمایش نشان داد یون کلرید، نقش مؤثری در افزایش حلالیت کادمیم خاک و جذب آن به وسیله گیاه دارد.

---

کاربرد لجن فاضلاب در کشاورزی اخیراً‌ به عنوان منبعی جهت تأمین نیاز غذایی محصولات زراعی مورد توجه قرار گرفته است،‌ از طرف دیگر وجود عناصر سمی مثل سرب، نیکل و کادمیم در این کود مدیریت صحیح اراضی تیمار شده را ضروری می‌نماید. عصاره‌گیری دنباله‌ای عناصر سنگین می‌تواند به پی بردن قابلیت جذب زیستی عناصر مذکور توسط گیاه کمک کند. هدف از این تحقیق بررسی آثار تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب بر شکل‌های شیمیایی و فاکتور تحرک سرب، نیکل و کادمیم در خاک است. در این مطالعه که به صورت طرح کرت خرد شده با سه تکرار صورت گرفت سطوح مختلف کودی لجن فاضلاب شامل 0، 25، 50 و 100 مگا گرم بر هکتار به عنوان کرت‌های اصلی و سال‌های متوالی کوددهی شامل 1، 2 و 3 سال کوددهی به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شد. در سال سوم از عمق 25-0 سانتی متری تمام کرت‌ها نمونه برداری انجام شد. در نمونه‌های خاک شکل‌های مختلف عناصر سرب، نیکل و کادمیم اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار و دفعات کودهی با لجن فاضلاب غلظت عناصر کادمیم و نیکل در فرم محلول (SOL) افزایش و در مورد سرب کاهش یافت. فرم تبادلی (EXC)، کربناتی (CAR) و آلی (ORG) هر سه عنصر افزایش یافت. فرم حبس شده (OCC) سرب و نیکل کاهش و کادمیم افزایش یافت. فرم باقی‌مانده (RES) سرب افزایش و نیکل و کادمیم کاهش یافت. قابلیت جذب این عناصر افزایش یافت. توزیع نسبی فرم‌های مختلف عناصر سه گانه مذکور به صورت زیر بود: سرب:‌ OCC>RES>ORG>CAR>EXC>SOL، نیکل: RES>ORG>OCC>CAR>EXC>SOL و کادمیم: OCC>CAR>RES>ORG>EXC>SOL فاکتور تحرک عناصر مذکور به ترتیب زیر بود: Cd>>Pb>>Ni ترتیب این عناصر در فرم‌های مختلف به صورت زیر بود: محلول:Ni>>Pb>>Cd ، تبادلی،‌ کربناتی و حبس شده (Occluded) Pb>Ni>Cd ، آلی و باقی‌مانده : Ni>Pb>Cd با توجه به افزایش قابلیت جذب این عناصر، کوددهی مداوم لجن فاضلاب حتی در چنین خاک‌های آهکی نیز باعث افزایش مقادیر قابل جذب این عناصر گردیده است. شکل آلی هر سه عنصر مورد مطالعه با مقادیر قابل جذب آنها بستگی نشان داد.

---

استفاده از لجن فاضلاب به عنوان یک کود ارزان قیمت و غنی از عناصر غذایی در مناطقی از کشور، رواج یافته است. اما کاربرد لجن فاضلاب در مقادیر زیاد، انباشته شدن عناصر سنگین در خاک را به دنبال دارد که می‌تواند منجر به آلودگی خاک و انتقال این آلودگی به زنجیره غذایی شده و سلامتی انسان و حیوانات را با خطر مواجه کند. هدف از این تحقیق بررسی آثار تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب شهری اصفهان بر غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاه گندم بود. این پژوهش در طی چهار سال با سه سطح لجن فاضلاب (25، 50 و 100 مگاگرم در هکتار) و تیمار شاهد (بدون کود) در سه تکرار و در قالب طرح کرت‌های خرد شده با طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی اجرا گردید. پس از کوددهی تمام کرت در سال اول، سال دوم در سه چهارم، سال سوم در نصف و سال چهارم در یک چهارم هر یک از کرت‌ها ‌کاربرد لجن در سطوح مربوطه تکرار گردید. کاربرد تجمعی لجن فاضلاب در کلیه سطوح کودی باعث افزایش معنی‌دار (P≤0/05) غلظت‌های کل و قابل عصاره‌گیری با DTPA سرب و کادمیم خاک گردید، بنابراین کاربرد لجن در مقادیر زیاد و با فواصل زمانی کم، عامل مهمی است که نهایتاً آلودگی خاک‌های تحت تیمار را در پی خواهد داشت. اثر باقی‌مانده لجن در یک‌بار کوددهی، سرب و کادمیم کل و غلظت‌های قابل عصاره‌گیری با DTPA فلزات را نسبت به شاهد افزایش داد. در هر یک از کرت‌های آزمایشی پس از متوقف شدن کاربرد لجن، با گذشت زمان غلظت‌های قابل عصاره‌گیری با DTPA عناصر سنگین در خاک به طور پیوسته کاهش یافت و به سطح تیمار شاهد نزدیک شد، گرچه حتی پس از گذشت چهار سال، غلظت‌ سرب و کادمیم در تیمارهایی که بیش از 50 مگاگرم در هکتار لجن دریافت کرده بودند، به طور معنی‌داری بیش از شاهد بود. این امر نشان می‌دهد که کاربرد لجن نه تنها در طول سال کاربرد، بلکه در طی سال‌های پس از کاربرد نیز می‌تواند خطر افزایش فرم قابل جذب سرب و کادمیم را در پی داشته باشد. برای عنصر سرب، رابطه خطی بین غلظت کل و قابل جذب مشاهده گردید. غلظت کل و قابل جذب هر دو عنصر سرب و کادمیم هم‌بستگی‌های مثبت معنی‌داری (P≤0/01) با ECe نشان دادند. نتایج تجزیه گیاه نشان داد که لجن فاضلاب اثر معنی‌داری بر غلظت کادمیم ریشه و ساقه و سرب دانه داشت. در این رابطه بر سرب دانه و کادمیم ساقه اثر تجمعی لجن بیش از باقی‌مانده بود. نتایج این تحقیق نشان داد که لجن فاضلاب به صورت باقی‌مانده و تجمعی غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاه را افزایش داده است.‌‌

---

در میان فلزات سنگین آلوده کننده خاک، کادمیم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. زیرا به راحتی به وسیله ریشه گیاه جذب می‌شود و سمیت آن تا 20 برابر بیشتر از سایر فلزات سنگین است. بنابراین درک عوامل مؤثر بر قابلیت استفاده این فلز و تغییر و تبدیل آن در خاک از اهمیت فراوانی برخوردار است. گرچه در سال‌های اخیر عصاره‌گیری دنباله‌ای به عنوان روشی مناسب در تعیین شکل‌های شیمیایی و قابلیت استفاده بالقوه فلزات در خاک‌های ایران به کار رفته است، اما ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری کادمیم و تغییر و تبدیل شکل‌های شیمیایی آن با زمان کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور بررسی تغییرات زمانی شکل‌های شیمیایی کادمیم و تعیین ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری این فلز به یک خاک لوم رسی آهکی Fine, mixed (calcareous), mesic Typic Calcixerepts شن خالص کوارتزی افزوده شد و بافت لوم شنی حاصل به همراه خاک اولیه با مقادیر 0، 5، 15، 30، و 60 میلی‌گرم کادمیم در کیلوگرم خاک تیمار شدند. نمونه‌های خاک به مدت 0، 1، 2، 4، 8، و 16 هفته در رطوبت حدود ظرفیت مزرعه خوابانده شد. در پایان هر زمان با برداشت زیر نمونه شکل‌های شیمیایی کادمیم به روش عصاره‌گیری دنباله‌ای تعیین شد. نتایج نشان داد که به ترتیب در بافت‌های لوم رسی و لوم شنی 82 و 87 درصد از کادمیم به کار رفته به شکل‌های محلول + تبادلی، کربناتی و آلی در می‌آید. در بافت لوم شنی مقدار بیشتری از کادمیم به کار رفته در مقایسه با بافت لوم رسی به شکل محلول + تبادلی و کربناتی در آمد. برای سایر شکل‌ها (به جز شکل اکسید آهن متبلور که در تمامی تیمارها کمتر از حد تشخیص دستگاه جذب اتمی بود) عکس این مطلب درست بود. با افزایش سطوح کادمیم کاربردی تمامی شکل‌های کادمیم در خاک افزایش یافتند اما درصد این افزایش‌ها به ظرفیت اجزای مختلف خاک برای نگه‌داری این فلز بستگی داشت. بیشترین ظرفیت نگه‌داری کادمیم مربوط به بخش کربناتی بود. تأثیر زمان بر تغییر شکل‌های کادمیم معنی‌دار بود، اما در اکثر تیمارها بلافاصله پس از افزودن کادمیم به خاک بیش از 80 درصد این فلز وارد شکل‌های کربناتی و آلی گردید و تا پایان آزمایش این نسبت تقریباً حفظ شد.

---

  پالایش­سبز روش نوینی است که از گیاهان برای زدودن آلودگی­ها از خاک آلوده بهره می‌برد. این روش در مقایسه با سایر روش­های پالایش، بسیار کم‌هزینه و ساده است. مدل­های پالایش­سبز برای شناخت بیشتر فرایندهای حاکم بر پدیده پالایش و مدیریت خاک‌های آلوده اهمیت ویژه­ای دارند. بررسی منابع نشان می‌دهد که تاکنون به دلیل پیچیدگی پیوستار خاک- گیاه- نیوار، مدل­های انگشت‌شماری برای پالایش­سبز تکوین یافته­اند. هدف از این پژوهش، مدل­سازی پالایش­سبز خاک‌های آلوده به سرب و کادمیم بود. بدین منظور، نظریه نوینی بر مبنای رفتار خاک (هم‌دمای برون جذبی خاک) و گیاه (نرخ جذب آلاینده به وسیله گیاه) در برابر آلاینده‌ها ارایه شد. بدین منظور، خاکی با بافت لوم شنی با غلظت­های مختلف سرب و کادمیم آلوده شد. پس از پر کردن گلدان‌ها، بذر شاهی ( Barbarea verna ) و اسفناج (. Spinacia oleracea L ) در آنها کشت گردید. گیاهان در پنج بازه زمانی برداشت شدند. غلظت کل سرب و کادمیم در گیاه و خاک به ترتیب با روش اکسیداسیون تر و اکسیداسیون با اسید نیتریک 4 مولار عصاره­گیری و با دستگاه‌های جذب اتمی و کوره گرافیتی اندازه‌گیری شد. مدل­های ارایه شده با استفاده از داده­های آزمایشگاهی واسنجی گردید و کارایی آنها با ملاک‌های کمـّی آزموده شد. نتایج نشان داد که هم‌دمای برون­جذبی خاک برای سرب و کادمیم از مدل خطی پیروی می­کند. با افزایش غلظت سرب در خاک، توانایی شاهی و اسفناج در زدودن آلودگی افزایش داشت. لیکن در آلودگی کادمیمی خاک این توانایی برای شاهی و اسفناج ثابت بود. در پایان با ترکیب واکنش خاک (هم‌دمای برون جذبی خاک) و واکنش گیاه (نرخ جذب فلز از خاک به وسیله گیاه) به آلودگی سربی و کادمیمی خاک، مدل­هایی با کارایی بالا (98/0 < ² R ) برای برآورد زمان لازم برای پالایش­سبز سرب از خاک به دست آمد. با وجود این، مدل‌های ایجاد شده تنها برای به دست آوردن برآوردی کلّی از زمان لازم برای پالایش سبز کادمیم از خاک توانا نشان دادند (70/0≈ ^2�R ).

---

گیاه پالایی از روش های آلودگی زدایی نوین، درجا و مستقیم است که طی آن از گیاهان برای آلودگی زدایی خاک ها استفاده میشود. این روش در مقایسه با دیگر روش های پالایش، روشی پایدار، طبیعی، کم هزینه و قابل کاربرد در سطوح وسیع است. مدل سازی گیاه پالایی می تواند اطلاعاتی کمی از این فناوری و فرایندهای حاکم بر آن را در اختیار مدیران قرار دهد. بنابراین هدف از این پژوهش، مدل سازی گیاه پالایی خاک های آلوده به آلاینده های نیکل و کادمیم بود. بدین منظور، با استفاده از توابع کاهش تعرق نسبی و غلظت نسبی نیکل و کادمیم در گیاه به عنوان تابعی از غلظت این آلاینده ها در خاک، مدلی برای تعیین نرخ گیاه پالایی این آلاینده ها از خاک ارائه شد. به منظور آزمون مدل های پیشنهادی، خاک با سطوح مختلفی از آلاینده های نیکل و کادمیم آلوده شد. سپس با پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، بذر شاهی (Lepidum sativum) و کلم زینتی (Brassica oleracea var. Viridis) در آنها کشت شد. گیاهان به ترتیب در سه و چهار بازه زمانی برداشت شدند. در هر مرحله از ابتدا تا انتهای دوره رشد، گیاهان تا رسیدن به رطوبت ظرفیت زراعی با آب غیر آلوده آبیاری شدند. در هر مرحله از برداشت، مقادیر تعرق نسبی و غلظت نیکل و کادمیم در نمونه های خاک و گیاه اندازه گیری شد. سپس، کارایی مدل های پیشنهادی با استفاده از داده های آزمایشگاهی آزمون شد. نتایج حاصل از مقایسه آماره های کارایی مدل، ریشه میانگین مربعات خطا، خطای بیشینه، ضریب تبیین و ضریب جرم باقی‌مانده نشان داد مدل غیر خطی و بدون آستانه کاهش در برآورد تعرق نسبی کلم زینتی و شاهی در سطوح مختلف آلودگی نیکل و کادمیم در خاک کارایی بالایی دارد. هم‌چنین، مدل حاصل از ترکیب تابع غیر خطی بدون آستانه و غلظت نسبی نیکل و کادمیم گیاه، نتایجی کارآمد در برآورد نرخ گیاه پالایی نیکل و کادمیم توسط شاهی (83/0<2R) و نیکل توسط کلم زینتی (78/0=2R) ارائه کرد.

---

آلوده شدن خاک‌های کشاورزی به فلزات سنگین یک خطر جدی می‌باشد که از هر دو دیدگاه کشاورزی و زیست محیطی حائز اهمیت است. از بین عناصر سنگین، کادمیم به دلیل تحرک و زیست فراهمی زیاد آن در خاک و سمیت آن برای انسان و گیاهان، حتی در غلظت‌های پایین، اهمیت زیادی دارد. برخلاف کادمیم، فسفر عنصری ضروری برای رشد گیاه است. به منظور بررسی اثر کاربرد کادمیم، فسفر و برهمکنش آنها بر رشد و ترکیب شیمیایی اسفناج در یک خاک آهکی آزمایشی در شرایط گلخانه در یک طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تیمارها شامل چهار سطح کادمیم (5، 10، 20 و 40 میلی‌گرم کادمیم در کیلوگرم خاک به صورت سولفات کادمیم) و چهار سطح فسفر (0، 20، 40 و80 میلی‌گرم فسفر در کیلوگرم خاک به صورت منو کلسیم فسفات) در سه تکرار بود. نتایج نشان داد که مصرف 40 میلی‌گرم کادمیم به طور معنی‌داری وزن خشک اندام هوایی اسفناج را 47 درصد کاهش داد ولی مصرف فسفر اثر سوء کادمیم بر وزن خشک را به‌طور معنی‌داری تعدیل نمود. هم‌چنین مصرف فسفر، غلظت کادمیم را به طور معنی‌داری(78 درصد) در اندام هوایی گیاه کاهش داد. با افزایش سطوح کاربردی کادمیم غلظت این عنصر در اندام هوایی اسفناج افزایش یافت. مصرف 40 میلی‌گرم کادمیم، غلظت فسفر اندام هوایی را 5/21 درصد کاهش داد. غلظت روی، منگنز، کلسیم و نیتروژن در اندام هوایی اسفناج تحت تأثیر کاربرد فسفر به طور معنی‌داری کاهش یافت ولی غلظت سدیم افزایش یافت. کاربرد کادمیم، کاهش غلظت روی اما افزایش غلظت کلسیم، سدیم و نیتروژن را در اندام هوایی گیاه، به دنبال داشت. نتایج اولیه نشان داد که برای کاهش غلظت و اثر سوء کادمیم بر رشد گیاه اسفناج، کاربرد فسفر در خاک‌های با کمبود این عنصر، احتمالاً می‌تواند مؤثر باشد که مؤید برهمکنش منفی بین این دو عنصر است. قبل از هر گونه توصیه کودی نتایج این پژوهش بایستی در شرایط مزرعه نیز تأیید گردد.

---

این پژوهش به‌منظور بررسی غلظت روی و کادمیم در خاک‌های شالیزاری و دانه برنج تولید شده در مرکز و جنوب غربی ایران در ارتباط با ویژگی‌های خاک و گیاه انجام شد و مقدار روی و کادمیم وارد شده از طریق مصرف این برنج به سبد غذایی افراد نیز محاسبه گردید. تعداد 136 نمونه گیاه و خاک سطحی زیر کشت (صفر تا 30 سانتی‌متر) از مزارع برنج در استان‌های اصفهان، فارس و خوزستان برداشت شد. نتایج نشان داد که با وجود بالا بودن مقدار کل روی خاک، در بیشتر از 50 درصد خاک‌های شالیزاری، غلظت روی قابل عصاره‌گیری با DTPA کمتر از حد کفایت (2 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم) است. در 54 درصد از دانه‌های برنج نیز غلظت روی کمتر از حد بحرانی آن در دانه برنج (20 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم) بود. اندازه-گیری غلظت کادمیم در خاک‌های شالیزاری و بخش خوراکی برنج نیز نشان داد که در 12 درصد از نمونه‌های استان اصفهان، غلظت کادمیم بیشتر از حد توصیه شده توسط سازمان بهداشت جهانی بود. با در نظر گرفتن مصرف روزانه 110 گرم برنج برای هر ایرانی، حدود 10 درصد نیاز مردم به روی با مصرف برنج تولید شده در این استان‌ها تأمین می‌شود. هم‌چنین محاسبه جذب روزانه کادمیم به بدن افراد، هیچ گونه خطرپذیری ناشی از مصرف برنج را زمانی که میانگین غلظت کادمیم 04/0 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم بود نشان نداد اما جذب روزانه کادمیم از طریق مصرف برنج‌های آلوده، بالاتر از حد مجاز بود.

---

آلودگی خاک با فلزات سنگین از جمله کادمیم و سرب از نگرانی‌های جدی به شمار می‌رود. هدف از این مطالعه، ارزیابی کارآیی سه گیاه آتریپلکس (Atriplex verucifera)، سالیکورنیا (Salicornia europaea) و سلمه‌تره (Chenopodium album) در کاهش سدیم تبادلی و آلودگی کادمیم و سرب خاک در دو خاک با ویژگی‌های متفاوت بود. دو نمونه خاک، یکی شور- سدیمی-آهکی (1S) و دیگری آهکی (2S) انتخاب گردید. سپس غلظت‌های مختلف سرب و کادمیم به خاک افزوده شد. خاک‌ها پس از آلوده شدن، نزدیک هفت ماه تحت تیمار تر و خشک شدن قرار گرفتند. سپس بذرهای گیاهان ذکر شده در گلدان‌های حاوی خاک‌های آلوده در تیمارهای فوق و هم‌چنین تیمارهای شاهد (بدون آلودگی سرب یا کادمیم) کشت شدند. پس از طی دوره رشد، عملکرد گیاهان و غلظت سرب، کادمیم و سدیم خاک و گیاه در تیمارهای مختلف اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که سالیکورنیا بالاترین انباشت کادمیم و سالیکورنیا و آتریپلکس بالاترین انباشت سرب را تحت شرایط نامطلوب خاک‌های شور- سدیمی داشتند. درحالی‌که سلمه‌تره و آتریپلکس بردباری بالایی به کادمیم در خاک معمولی داشتند. هم‌چنین کاشت این گیاهان موجب کاهش چشمگیرESP خاک 1S شد. سالیکورنیا با کمترین کاهش عملکرد نسبی، بردبارترین گیاه نسبت به شوری و آلودگی سرب و کادمیم در بین گیاهان مورد مطالعه شناخته شد. شناسایی عوامل پیچیده گیاهی و خاکی (شوری- سدیمی و غلظت فلز در خاک) تأثیرگذار بر کنترل غلظت فلز در این گیاهان، به طراحی فناوری گیاه‌پالایی در مناطق خشک و متأثر از نمک کمک خواهد کرد.

---

امروزه به علت خشک‌سالی و کمبود آب استفاده از آب‌های نا‌متعارف به‌ویژه پساب حاصل از تصفیه فاضلاب شهری در کشاورزی اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. از عوامل محدودکننده استفاده از این پساب‌ها وجود عناصر سنگین در آنها می‌باشد. در این پژوهش، اثر پساب تصفیه شده شهرکرد بر رشد، عملکرد و تجمع سرب و کادمیم در گیاه بادرنجبویه در قالب طرح کاملاً تصادفی با 5 تیمار (0، 25، 50، 75 و 100 درصد پساب در آب آبیاری) و سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع ساقه، قطر ساقه، تعداد ساقه، تعداد برگ و پنجه در تیمار 100 درصد پساب به‌دست آمد. وزن‌تر و خشک اندام هوایی و ریشه نیز در تیمار 100 درصد پساب بیشترین بود. درصد اسانس حاصل از دارو برگ‌ها تحت تأثیر درصد استفاده از پساب در آب آبیاری قرار گرفت و بیشترین مقدار آن (23/1 %) نیز در تیمار 100 درصد پساب حاصل شد. میزان تجمع سرب در ریشه و اندام‌های هوایی و فاکتور انتقال آن در گیاه بادرنجبویه دارای اختلافی معنی‌دار نبود. با این وجود، بیشترین غلظت سرب در ریشه (057/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و اندام‌هوایی (013/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) به تیمار 100 درصد و کمترین مقدار آنها به تیمار صفر درصد پساب مربوط می‌شد. غلظت سرب در تمامی تیمارها کمتر از حد مجاز آن در گیاهان دارویی (2 میلی‌گرم بر کیلوگرم) بود. غلظت کادمیم در تمامی نمونه‌های گیاهی غیرقابل تشخیص بود. نتایج به‌دست آمده از این پژوهش نشان داد، آبیاری با پساب شهری شهرکرد افزون بر تأمین آب و مواد غذایی مورد نیاز گیاه بادرنجبویه، به‌طور مستقیم و یا غیر‌مستقیم از طریق افزایش زیست توده، میزان اسانس آن را نیز افزایش می‌دهد. شایان ذکر است که غلظت سرب و کادمیم تجمع یافته در این گیاه نیز بسیار کمتر از حد مجاز آنها بود.

---

کادمیم در گیاه، انسان و دام یک آلاینده محسوب می‌شود. به هدف بررسی مصرف کادمیم و روی بر عملکرد و جذب عناصر ریزمغذی در گندم، آزمایشی گلخانه‌ای در دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین انجام شد. این آزمایش فاکتوریل و در قالب بلوک‌های کامل تصادفی، سه سطح کادمیم (0، 50، 100 میلی‌گرم در کیلوگرم) و سه سطح روی (0، 50 ،100 میلی‌گرم در کیلوگرم) به‌صورت فاکتوریل در نه تیمار در گلدان با بذر گندم رقم چمران اجرا شد. نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که مصرف کادمیم به طور معنی‌داری (01/0 P) عملکرد دانه، عملکرد کاه و عملکرد کل را کاهش داد ولی مصرف روی به‌طور معنی‌دار (01/0 P) عملکرد آنها را افزایش می‌دهد. مصرف کادمیم به تنهایی موجب 47/61 درصد کاهش در عملکرد دانه شد درحالی‌که مصرف روی به تنهایی میزان عملکرد دانه را به میزان 0/37 درصد افزایش داد. افزایش کادمیم، غلظت و جذب کادمیم توسط دانه و کاه را افزایش ولی مصرف روی جذب کادمیم را کاهش داد. غلظت کادمیم در کاه بیشتر از دانه، ولی غلظت روی روند معکوسی را نشان داد. غلظت روی در دانه بیشتر از کاه بود. مصرف روی، جذب کل کادمیم را از 9/42 میلی‌گرم در گلدان در تیمار روی صفر به 8/7 میلی‌گرم در گلدان با سطح روی 100 کاهش داد. بنابراین برای کاهش غلظت کادمیم در دانه گندم در اراضی آلوده، مصرف کود روی توصیه می‌شود. هم‌چنین لازم است که در مصرف کود فسفر آزمون سنجش میزان کادمیم آن ضروری گردد. حتی آهکی زیاد خاک نیز سبب ممانعت از جذب کادمیم توسط گیاه در خاک آلوده شده نگردید.

---

کلونیزه شدن ریشه‌های گیاه با قارچ میکوریزای آربسکولار باعث تغییر میزان دسترسی گیاه به عناصر گوناگون می‌شود. برای بررسی کارایی هیف‌های بیرونی قارچ میکوریزا در انتقال عناصر، محیط‌های رشد ریشه و رشد هیف با غشای نایلونی 30 میکرومتر از هم جدا شدند. گیاهان مایه‌زنی شده با دو گونه قارچ میکوریزا G. mosseae و G. intraradices در بخش ریشه‌ای گلدان کشت شدند. شش ترکیب فلزی (روی 400، کادمیم 25، فسفر 50 میلی‌گرم در کیلوگرم نمونه خاک، روی و کادمیم، روی و کادمیم و فسفر به همان غلظت‌ها و شاهد بدون فلز) به بخش هیفی گلدان‌ها افزوده شدند. این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد وزن خشک گیاه و غلظت فسفر در اندام‌های هوایی شبدر سفید میکوریزایی در برابر گیاهان غیرمیکوریزایی به گونه چشمگیری افزایش یافت. قارچ G. mosseae در برابر G. intraradices تأثیر بیشتری بر غلظت فسفر در گیاه شبدر داشت. هر دو گونه قارچ سبب انتقال بیشتر عنصر روی به اندام هوایی و ریشه گیاه شبدر سفید شدند. غلظت روی در تیمار فسفر همراه با روی در اندام هوایی و ریشه شبدر کاهش یافت. هر دو گونه قارچ میکوریزا غلظت کادمیم در ریشه گیاهان میکوریزایی را در برابر گیاهان غیرمیکوریزایی به گونه چشمگیری افزایش دادند. میان دو گونه قارچ، گونه G. intraradices باعث انباشتگی بیشترکادمیم در ریشه‌های گیاه شبدر شد. در مجموع یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که میکوریزایی شدن شبدر سبب انتقال بیشترعناصر فسفر و روی به اندام‌های هوایی می شود ولی سبب تثبیت بیشتر کادمیم در بخش ریشه‌ای گیاه می‌شود.

---

وجود فلزات سنگین در منابع آب از مشکلات زیست محیطی بسیاری از جوامع است. تاکنون روش‌های مختلفی برای حذف این فلزات مورد توجه قرار گرفته است که استفاده از جاذب‌های ارزان قیمت از جمله این روش‌ها به‌شمار می‌رود. در این تحقیق، مقایسه‌ای بین دو جاذب جدید برگ سدر و خاکستر آن برای جذب فلز کادمیم از محیط آبی صورت گرفت و برای تعیین فاکتورهای مؤثردر جذب از سیستم ناپیوسته استفاده شد. سپس تأثیر پارامتر‌های pH، زمان تماس و مقدار جاذب بر راندمان جذب تعیین و بهترین مدل سینتیک و ایزوترم جذب مشخص گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که pH بهینه جذب برای جاذب برگ سدر و خاکستر برگ سدر به‌ترتیب 5 و 6 می‌باشد. زمان تعادل جذب برای برگ سدر 45 دقیقه و برای خاکستر برگ سدر 30 دقیقه به‌دست آمد و راندمان جذب با افزایش مقدار جاذب افزایش یافت. مقایسه پارامتر‌های مدل‌های ایزوترم جذب نشان داد که ظرفیت جاذب خاکستر برگ سدر در جذب کادمیم (27/4 میلی‌گرم برگرم) بیشتر از ظرفیت جاذب برگ سدر (91/3 میلی‌گرم بر گرم) می‌باشد.

---

این تحقیق به‌منظور بررسی اثر مونت‌موریلونیت طبیعی و اصلاح شده با پلی‌اکریل‌آمید بر جذب کادمیم از محلول‌های آبی انجام شد. تمامی آزمایش‌های هم‌دماهای جذب در 1/0 5/5pH=، در الکترولیت زمینه نیترات کلسیم و در 7 سطح غلظت کادمیم (5/1 تا 10 میلی‌گرم در لیتر) انجام گرفت. مطالعات جذب وابسته به pH در محدوده‌ی pH بین 4 تا 5/8 انجام شد. غلظت کادمیم به‌کار رفته در آزمایش‌های جذب وابسته ‌به pH ، 10 میلی‌گرم در لیتر بود. پس از رسم نمودار هم‌دما‌های جذب، مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و کوبله- کوریگان بر داده‌ها برازش داده شدند. هم‌دماهای جذب کادمیم تحت تأثیر پلی‌اکریل‌آمید قرار گرفتند. مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و کوبله-کوریگان جذب کادمیم را در تمامی سیستم‌های مورد بررسی، به‌خوبی توصیف کردند؛ ولی مدل کوبله-کوریگان با بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطا (SEE) بهترین برازش را بر داده‌ها داشت. مقادیر ضریبA همدمای کوبله-کوریگان به ترتیب 4/0 و 94/0 در سوسپانسون‌های حاوی مونت‌موریلونیت طبیعی واصلاح شده بودکه نشان دهنده افزایش تمایل کادمیم برای جذب روی سطوح مونت‌موریلونیت در حضور لیگاند پلی‌اکریل‌آمید می‌باشد. حداکثر ظرفیت جذب کانیها (qmax)تعیین شده به وسیله مدل لانگمویر برای کانی‌های مونت‌موریلونیت طبیعی واصلاح شده به ترتیب 6/0 و 7/0 میلی‌گرم بر گرم بود. نتایج مطالعات جذب وابسته به pH نشان داد که با افزایشpH ، میزان جذب کادمیم به‌وسیله‌ مونت‌موریلونیت طبیعی افزایش یافت، در حالی‌که توسط مونت‌موریلونیت اصلاح شده کاهش یافت.

---

یکی از راه‌های جلوگیری از ورود آلودگی ناشی از تجمع فلزات سنگین خاک به داخل گیاهان تثبیت این عناصر توسط رسوبات رسی در خاک‌های آلوده می‌باشد. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل رسوبات حاوی رس‌های اسمکتیت و پالیگورسکیت در جذب کادمیم و جلوگیری از ورود این فلز به داخل گیاه کلزا انجام شد. نمونه‌برداری رسوبات از دو منطقه واقع در استان اصفهان صورت گرفت. پس از تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌های رسوب، مشخص شد کانی غالب در رسوب 1 پالیگورسکیت و در رسوب 2 اسمکتیت است. آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل یک گلدان 800 گرمی با سه بوته بود. در 27 گلدان، رس به عنوان بستر کشت و شن کوارتزی به‌عنوان پرکننده با نسبت 5 درصد به صورت رس 1 (پالیگورسکیت غالب) + شن کوارتزی، رس 2 (اسمکتیت غالب) + شن کوارتزی و شن کوارتزی (شاهد) خالص ریخته شد. برای آلوده کردن خاک با کادمیم از نمک کلرید کادمیم با غلظت‌های صفر، 5/2 و 5/7 میلی‌گرم بر کیلوگرم استفاده شد. آزمایش گلدانی ثابت کرد استفاده از رس‌هایی با کانی‌های غالب پالیگورسکیت و اسمکتیت برای تثبیت کادمیم در خاک‌های آلوده و جلوگیری از ورود آن به گیاه بسیار مفید است. کانی رسی اسمکتیت، نسبت به پالیگورسکیت میزان بیشتری از فلز کادمیم را جذب کرد . گیاهان کاشته شده در گلدان‌های حاوی رس اسمکتیت رشد رویشی بهتری نسبت به گلدان‌های حاوی رس پالیگورسکیت و شاهد داشتند.

---

در آزمایشی گلدانی، اثر هر یک از گیاهان همراه سویا، ماش و یا لوبیا بر جذب کادمیم توسط ذرت و آفتابگردان در یک خاک آلوده به کادمیم، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای مورد استفاده شامل کشت مخلوط ذرت و ماش، ذرت و لوبیا، ذرت و سویا، آفتابگردان و ماش، آفتابگردان و لوبیا ، آفتابگردان و سویا، کشت خالص ذرت و کشت خالص آفتابگردان بودند. تأثیر گیاهان همراه بر وزن خشک، غلظت کادمیم و روی در اندام هوایی و محتوای کلروفیل برگ ذرت و آفتابگردان معنی‌دار بود. وزن خشک اندام هوایی ذرت در کشت مخلوط با سویا و لوبیا و وزن خشک اندام هوایی آفتابگردان در کشت مخلوط با لوبیا به‌ترتیب نسبت به کشت خالص ذرت و آفتابگردان کاهش یافت. کشت ذرت همراه با سویا و ماش سبب افزایش معنی‌دار غلظت کادمیم در ذرت، در مقایسه با کشت خالص آن گردید، در‌حالی‌که افزایش غلظت کادمیم در آفتابگردان فقط در کشت مخلوط این گیاه با سویا معنی‌دار بود. کشت مخلوط با لوبیا تأثیر معنی‌داری بر غلظت کادمیم در ذرت و آفتابگردان نداشت. از بین گیاهان همراه، غلظت کادمیم در اندام هوایی لوبیا به‌طور معنی‌داری بیشتر از غلظت آن در سویا و ماش بود. در کشت مخلوط با ماش، با افزایش غلظت کادمیم محتوای کلروفیل در ذرت افزایش یافت. در دیگر تیمارهای آزمایشی، افزایش غلظت کادمیم تأثیر معنی‌داری بر محتوای کلروفیل نداشت. نتایج نشان داد که کشت مخلوط با سویا و یا ماش می‌تواند موجب افزایش جذب کادمیم توسط ذرت و آفتابگردان شده و خطر ناشی از ورود این عنصر سمی به زنجیره غذایی را افزایش دهد. با‌این‌حال، مطالعات تکمیلی در رابطه با بررسی نحوه تأثیر کشت گیاه همراه بر تجمع کادمیم در اندام‌های خوراکی ذرت و آفتابگردان ضرورت دارد.

---

پسماند جذب عناصر در خاک دارای اهمیت فراوانی بوده و بر انتقال آلاینده‌ها و زیست‌فراهمی آن‌ها تأثیر دارد. این پژوهش به‌منظور مطالعه برگشت‌پذیری جذب کادمیم توسط زئولیت طبیعی فیروزکوه انجام شد. هم‌دماهای جذب بر‌اساس جذب کادمیم از محلول‌های حاوی غلظت‌های مختلفی از کادمیم در گستره‌ی 1 تا 10 میلی‌گرم بر لیتر و زمان تعادل 24 ساعت رسم شدند. مطالعه واجذب کادمیم با زئولیت طبیعی با 50 و 100 درصد حداکثر ظرفیت جذب انجام شد. هم‌دما‌های جذب به خوبی توسط مدل‌های فروندلیخ و کوبله کوریگان توصیف شدند (96/0=R). هم‌دماهای واجذب کادمیم از زئولیت انحراف کمی از داده‌های جذب نشان داد که دلالت بر برگشت‌پذیر بودن جذب دارد. همچنین برای بررسی برگشت‌پذیری جذب شاخص پسماند ظاهری نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دادکه پسماندی وجود ندارد. به‌طور میانگین 75/71 % از میزان جذب اولیه کادمیم پس از پنج مرحله واجذب از زئولیت واجذب شد. آزادسازی چنین مقدار زیادی از کامیم جذب شده در مرحله واجذب نشان‌دهنده‌ی مناسب بودن جاذب برای استفاده‌ی مجدد می‌باشد.

---

کمبود آب سبب شده که کشاورزان از پساب‌ها به‌عنوان منبع آب در دسترس، بدون توجه به اثرات آن بر محیط زیست و آلودگی خاک و گیاه و به‌ویژه آلودگی فلزات سنگین استفاده کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد زئولیت به‌عنوان اصلاح کننده خاک بر جذب کادمیم در گیاه اسفناج تحت آبیاری با پساب (حاوی ppm 10کادمیم) می‌باشد. مقادیر مختلف زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد. این تیمار سبب کاهش درصد کادمیم قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک نیز شد. اما افزودن 5% از این نوع زئولیت به‌دلیل افزایش شوری خاک، سبب افزایش غلظت کادمیم گیاه شد که این افزایش نسبت به شاهد، معنی‌دار نبود. آبیاری با پساب باعث تغییر معنی‌دار زیست توده اسفناج نشد ولی حضور کادمیم در پساب به‌شدت محصول را کاهش داد.

---

آلاینده‌ها از جمله عوامل مختل کننده محیط زیست به‌شمار رفته و از میان آنها فلزات سنگین به‌دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی بر موجودات زنده در غلظت‌های کم، اهمیت بیشتری دارد. هدف این تحقیق بررسی اثر کاربری صنعتی بر غلظت کادمیم و سرب در خاک‌های سطحی منطقه جنوب غرب اصفهان بود. پس از بررسی تصاویر ماهواره‌ای منطقه مورد مطالعه و نقشه‌های توپوگرافی ۵۰۰۰۰: ۱، نمونه‌برداری خاک از عمق صفر- ۲۰ سانتی‌متر به‌صورت تصادفی انجام شد. تعداد ۳۸ خاک سطحی منطقه صنعتی با حداقل فاصله ۱۴۸۰ متر در سطح ۷۳۴۸۱ هکتار نمونه‌برداری شد. غلظت کادمیم و سرب در نمونه‌های خاک پس از هضم تر (اسید نیتریک و اسید کلریدریک) به روش جذب اتمی اندازه‌گیری شد. ساختار مکانی متغیرها و اعتبار واریوگرام مربوط به سرب و کادمیم حاصل از تجزیه نمونه‌های خاک منطقه بررسی شد و درنهایت توزیع مکانی سرب و کادمیم در محیط ArcGIS تهیه شد. نتایج اولیه نشان داد در خاک سطحی منطقه صنعتی میانگین غلظت کادمیم و سرب به‌ترتیب ۸/۱ و ۵/۳۱ میلی‌گرم برکیلوگرم از میانگین غلظت جهانی بالاتر بود. ولی مقادیر میانگین هر دو فلز از مقدار غلظت استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران کمتر بود.

---

در طی یکصد سال گذشته رها سازی زه‌آب‌های خروجی معدن طلا سبب تجمع فلزات سنگین مانند روی، سرب و کادمیم در خاک‌های منطقه زرشوران و افزایش چشمگیر بیماری‌های اپیدمیک در این منطقه شده است. هدف از این پژوهش بررسی کاهش تحرک و دسترسی زیستی روی، سرب و کادمیم در ریزوسفر خاک‌های اطراف معدن زرشوران به‌وسیله جاذب‌های معدنی بود. این آزمایش به‌صورت گلدانی (کشت آفتابگردان) با سه سطح زئولیت (1 و6 و12 درصد وزنی)، سه سطح بنتونیت (1 و6 و12 درصد وزنی) و تیمار شاهد (بدون جاذب) در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا گردید. پس از پایان کشت، از خاک و گیاه نمونه‌برداری و غلظت سرب، کادمیم و روی در آنها اندازه‌گیری شد. بنتونیت و سطوح مختلف آن، غلظت قابل جذب سرب و روی و همچنین غلظت این عناصر در بافت‌های گیاهی را کاهش داد ولی تأثیر معنی‌داری در کاهش غلظت قابل جذب کادمیم نداشت. فاکتور انتقال هر سه فلز سنگین در ریشه بیش از شاخساره بود و کاهش غلظت فلزات سنگین در گیاه تأثیری بر رشد آن نداشت. براساس این مطالعه، بنتونیت خام در سطح 12 درصد وزنی مناسب‌ترین جاذب برای تثبیت سرب و روی و زئولیت خام در سطح 12 درصد وزنی بهترین جاذب برای تثبیت کادمیم بود.