علوم آب و خاک

---

سرب حاصل از سوخت وسایل نقلیه به عنوان مهم‌ترین و بیشترین منبع آلوده‌کننده محیط ذکر گردیده است. تحقیق حاضر به منظور بررسی آلودگی خاک به وسیله ذرات سرب خارج شده از اگزوز اتومبیل‌ها در بزرگراه‌های رشت – انزلی (منطقه انزلی)، کلاچای – رامسر (منطقه رامسر)، تهران – کرج (منطقه کرج) و تهران – اصفهان (منطقه دلیجان) صورت گرفت. در هر بزرگراه راستایی به طول 100 متر عمود بر جاده، در یک یا دو طرف انتخاب گردید و در فواصل و عمق‌های مشخص از جاده نمونه‌برداری به عمل آمد. نمونه‌های خاک به آزمایشگاه منتقل شد و بعضی از خصوصیات فیزیکوشیمیایی، و هم‌چنین غلظت سرب کل نمونه‌ها بعداز عصاره‌گیری، با اسید نیتریک پنج مولار تعیین گردید.

نتایج نشان داد که غلظت سرب در حاشیه بزرگراه‌ها، به ویژه در سطح خاک، در مقایسه با غلظت زمینه بسیار بیشتر است، و با افزایش فاصله از جاده به صورت نمایی کاهش می‌یابد. در مورد عمق خاک (به استثنای یک مورد)، بیشترین غلظت سرب در هر فاصله از جاده، در عمق سطحی خاک (صفر تا پنج سانتی‌متر) اندازه‌گیری شد، که نشان‌دهنده جذب تثبیت سرب در سطح خاک می‌باشد. غلظت سرب نمونه‌های خاک حاشیه جاده‌ها با حجم ترافیک هم‌بستگی مستقیم و خوبی داشت.

---

مقدار مصرف کود شیمیایی در کشاورزی از نظر مسائل زیست محیطی و مسمومیت انسانی مهم است. هدف از انجام این پژوهش تعیین بار آلودگی از طریق بررسی کیفیت رواناب و تغییر غلظت عواملی بود که در تعیین کیفیت آب آبیاری شالیزارها پارامترهایی مهم هستند. در سال زراعی 75-76، چهار مزرعه برنج با مساحت‌های متغیر (22/0 تا 6/0 هکتار) در شهرستان فومن انتخاب شد. در این مزارع رواناب به طور پشت سر هم در آبیاری کرت‌های پایین دست استفاده می‌شد. کمیت و کیفیت رواناب در خروجی کرت‌ها و مزارع مورد سنجش قرار گرفت.

 مقدار رواناب در مزارع، 2-64 درصد برآورد شد. رواناب وآب آبیاری در طبقه C3S1 قرار داشت. تفاوت میانگین مقادیر SAR، DO، EC و pH و تفاوت میانگین غلظت هر یک از عناصر Cu، Zn، B، P و K در آب ورودی و رواناب معنی‌دار نبود. این عوامل در آب آبیاری و رواناب در دامنه مطلوب تا مجاز برای آبیاری برنج قرار داشت. غلظت ازت در آب آبیاری از 05/0 تا3/10 میلی‌گرم در لیتر متغیر بود، و پس از کود دادن مزرعه، غلظت ازت در رواناب افزایش چشم‌گیری نشان داد. میانگین غلظت یون NO3- در رواناب، نسبت به میانگین غلظت این یون در آب ورودی دارای تفاوت معنی‌دار بود، به نحوی که در فصل آبیاری از هر هکتار شالیزار 20 کیلوگرم نیترات از طریق رواناب خارج می‌شد. میانگین بار مواد محلول در آب‌های ورودی و خروجی مزارع به ترتیب 1618 و 1476 کیلوگرم درشبانه روز از سطح یک هکتار بود. تفاوت میانگین بار مواد ورودی و خروجی (142 کیلوگرم در یک هکتار) در سطح یک درصد معنی‌دار بود. از مزرعه پنجم که در لاهیجان قرار داشت، پس از سم‌پاشی با حشره‌کش دیازینون، به مدت 10 روز پی در پی نمونه‌برداری شد. غلظت حشره‌کش در آب مزرعه بلافاصله پس ازسم‌پاشی 08/93 بود، ولی 10 روز پس ازسم‌پاشی به mg/l 0/98 کاهش یافت. نتایج این بررسی نشان داد که اکثر عوامل کیفی اندازه‌گیری شده در حد مجاز برای آبیاری شالیزار بودند.

---

برای تعیین میزان تحمل و مقایسه واکنش شماری از ارقام برنج، که بیشترین سطح زیرکشت را در استان گیلان داشته و جزو ارقام رایج محسوب می‌شوند، و هم‌چنین چند لاین آزمایشی، در برابر قارچ عامل پوسیدگی ساقه برنج، Magnaporthe salvinii، آزمایشی در مزرعه آزمایشی مؤسسه تحقیقات برنج در رشت به اجرا گذاشته شد. در این بررسی از 9 رقم محلی و اصلاح شده و پنج لاین آزمایشی استفاده و آزمایش در چارچوب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام گردید. در پایان فصل زراعی، پس از رسیدن هر رقم و لاین ارزیابی صورت گرفت و دو فاکتور درصد آلودگی و شاخص بیماری محاسبه شد.

 در میان ارقام آزمایشی، رقم اصلاح شده بجار با درصد آلودگی 84/17% و شاخص بیماری 21/1 متحمل‌ترین رقم بود و رقم سپیدرود پس از آن در مرتبه دوم قرار گرفت. در حالی که رقم اصلاح نشده حسنی با درصد آلودگی 11/46% و شاخص بیماری برابر 2 حساس‌ترین رقم بود. در میان لاین‌ها، لاین 221 و 305 به ترتیب متحمل‌ترین و حساس‌ترین لاین بودند و درصد آلودگی در آنها به ترتیب 78/15% و 69/53% و شاخص بیماری نیز به ترتیب 17/1 و 13/2 بود. شاخص بیماری نشان دهنده شدت بیماری روی هر پنجه است و عامل مهمی در مقایسه میزان تحمل ارقام و لاین‌ها به شمار می‌رود.

---

به منظور آگاهی از تأثیر کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده خانگی بر عملکرد و کیفیت کاهو (Lactuca sativa) و ویژگی‌های خاک، آزمایشی در یک خاک با بافت لوم‌رسی، که بر پایه سیستم رده‌بندی Fine loamy mixed mesic Calcixerollic Xerochrepts نام دارد، در چارچوب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه مشهد انجام شد. تیمارها عبارت بودند از: T1 (آبیاری با فاضلاب تصفیه شده خانگی)، T2 (آبیاری با فاضلاب تصفیه شده خانگی + آب چاه به تناوب)، T3 (آبیاری با آب چاه + کود حیوانی، گاوی)، T4 (آبیاری با آب چاه + کاربرد نیتروژن و فسفر) و T5 (آبیاری با آب چاه، شاهد). نتایج تجزیه شیمیایی آب چاه نشان داد که این آب برای کشاورزی محدودیت خاصی ندارد.

نتایج به دست آمده از این آزمایش مشخص کرد که عملکرد کاهو در کلیه تیمارها افزایش داشت. در مقایسه با تیمار شاهد، بیشترین عملکرد تر اندام هوایی کاهو (برگ) به ترتیب در تیمارهای T3 و T1، و بیشترین افزایش وزن خشک برگ کاهو به ترتیب در تیمارهای T1 و T3 دیده شد. نتایج تجزیه گیاه نشان داد که غلظت عناصر غذایی پرمصرف و سنگین در اندام هوایی و ریشه کاهو، در کلیه تیمارهای آزمایش نسبت به تیمار شاهد افزایش داشته است. در تیمار T1 آزمایش، غلظت آهن بیشترین و غلظت کادمیوم کمترین بوده است. آلودگی‌های میکروبی در تیمار T2 آزمایش به مراتب بیش از دیگر تیمارها بود. تجزیه خاک سطحی (0-30 سانتی‌متر) نشان داد که با کاربرد فاضلاب، قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع، نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، بُر محلول و عناصر سنگین خاک افزایش داشت، ولی مقدار آن زیر مرز استانداردهای ارائه شده به وسیله مجامع بین‌المللی بوده و هیچ گونه تأثیر سوئی بر خاک نداشته است. تفاوت‌های ایجاد شده در ویژگی‌های دیگر گیاهی و خاک چندان نیست، هر چند ضروری است به نتایج حاصله در سال‌های بعد نیز توجه گردد.

---

در این پژوهش، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و میکروبی رب گوجه فرنگی فله، که درشرایط کاملاً مشابه با صنایع رب کشور تولید و نگه‌داری شده بود، مورد ارزیابی قرار گرفت، تا به این طریق بتوان نقاط ضعف روش موجود را شناسایی کرده و با توجه به نتایج به‌دست آمده، برای اصلاح روش‌های سنتی اقدام نمود. نمونه‌های رب فله مورد نیاز، پس از تولید و آماده‌سازی، در 4 تیمار مختلف بررسی شدند. مدت زمان نگه‌داری 8 ماه و دمای سرد‌خانه گذری صفر درجه سانتی‌گراد انتخاب شد. نمونه‌برداری از بشکه‌ها به منظور ارزیابی ‌تغییرهای کیفی محصول، هر دو ماه یک‌بار انجام پذیرفت. پارامترهای مورد بررسی عبارت بودند از: اسیدیته، pH اسید لاکتیک (نوع D و L)، ماده خشک کل، عدد هوارد، باکتری‌های مقاوم به اسید و شمارش کلی باکتری‌ها. بررسی ‌تغییرهای شمارش کلی باکتری‌ها، تعداد باکتری‌های مقاوم به اسید و شمارش میکروسکوپی کپک‌ها به روش هوارد، در بیمارهای اعمال شده در این پژوهش، نشان داد که استفاده از بریکس بالا (38-35) در تولید رب، همراه عمل نمک‌پاشی درسطح و نگه‌داری در دمای صفر درجه سانتی‌گراد، فقط یک اثر محدود‌کننده بر روند ‌تغییرهای میکروبی داشته و نتوانسته آن را به‌طور کامل متوقف سازد. ولی درهر صورت، بر رشد سطحی قارچ‌ها و توانایی آنها در ایجاد پرگنه اثر قابل توجهی داشته است. بررسی‌های میکروبیولوژیکی رب فله نشان داد که در فاصله زمانی تولید تا انتقال نمونه‌ها به سرد‌خانه شمارش کلی باکتری‌ها، تعداد باکتری‌های مقاوم به اسید و مقدار اسید‌لاکتیک نوع L تغییر قابل توجهی داشته است. بنابراین می‌توان گفت مرحله سرد کردن تدریجی رب فله در دمای محیط، که هدف اصلی از آن خشک کردن سطحی برای نمک‌پاشی است، یک مرحله حساس و بحرانی در فرایند تولید رب فله است که ‌تأثیر عمده‌ای بر کیفیت محصول تولیدی و مدت زمان ماندگاری آن دارد.

---

در چند دهه اخیر، مصرف کودهای نیتروژن‌دار بدون توجه به آثار آنها بر ویژگی‌های خاک‌ها، محصولات کشاورزی و آلودگی محیط زیست، به طرز چشم‌گیری افزایش یافته است. هدف از انجام این پژوهش بررسی غلظت نیترات و توزیع و تغییرهای آن در آب‌های زیرزمینی مناطق کشاورزی، صنعتی و شهری بخشی از استان اصفهان می‌باشد. به منظور انجام این پژوهش، 75 حلقه چاه در مراکز مهم کشاورزی، صنعتی و شهری اصفهان، نجف‌آباد، شهرضا، نطنز و کاشان انتخاب و نمونه‌برداری از آب به مدت 5 ماه (دی 1379 تا اردیبهشت 1380) و با فواصل زمانی یک ماه انجام شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که غلظت نیتروژن نیتراتی در آب‌های زیرزمینی اکثر مناطق مورد بررسی در مقایسه با حد استاندارد (10 میلی‌گرم در لیتر) قابل توجه بوده و آلودگی نیتراتی باید در شمار جدی‌ترین مسایل کشاورزی پایدار و بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی این مناطق قرار گیرد. میانگین غلظت نیتروژن نیتراتی در آب‌ چاه‌های مختلف از 03/1 تا 78/50 میلی‌گرم در لیتر(معادل 64/4 تا 5/228 میلی‌گرم در لیتر نیترات) متغیر بود. میانگین غلظت نیتروژن نیتراتی در آب‌های زیرزمینی مناطق نجف‌آباد،‌شهرضا، اصفهان و نطنز و کاشان به ترتیب 56/17، 6/14، 04/16 و 24/8 میلی‌گرم در لیتر بود و 5/95، 100، 84 و3/33 درصد از کل چاه‌های این مناطق دارای غلظت نیترات بیشتر از حد استاندارد بودند. البته فراوانی غلظت نیترات درمناطق مختلف، متفاوت بود. بیشترین غلظت نیتروژن نیتراتی در آب‌های زیرزمینی منطقه کشاورزی جنوب شهر نجف‌آباد (6/64 میلی‌گرم در لیتر) مشاهده شد. بیشترین آلودگی نیترات در اکثر نواحی مربوط به مناطق کشاورزی بود و مناطق صنعتی و شهری در رتبه‌های بعدی قرار داشتند. میانگین غلظت نیترات در آب‌های زیرزمینی تمام مناطق مورد مطالعه شهری، صنعتی و کشاورزی استان، به‌جز مناطق شهری نطنز و کاشان، بیشتر از حد استاندارد بود. غلظت نیترات در آب‌های زیرزمینی اکثر مناطق مورد بررسی روند افزایشی نسبت به زمان داشته و بیشترین غلظت نیترات مربوط به اسفندماه 1379 و فروردین‌ماه 1380 بوده است.

---

میزان فلوراید محلول در آب‌های زیرزمینی، خاک و تعدادی از گیاهان زراعی در اطراف اصفهان به وسیله روش الکترود انتخابگر یونی (ISE) اندازه‌گیری شد. میانگین غلظت فلوراید در آب‌های منطقه مورد مطالعه در فصل بهار و تابستان به ترتیب 3/0 و 05/0 میلی‌گرم در لیتر بود. این مقادیر در محدوده مجاز برای مصارف آبیاری بوده ولی برای مصارف آب آشامیدنی دارای کمبود می‌باشد. میانگین غلظت فلوراید محلول در نمونه‌های خاک‌‌ 0/1 و حداکثر آن 2/3 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. به طورکلی، نقشه پراکنش مکانی فلوراید محلول در خاک نشان داد که میزان فلوراید در اطراف مراکز عمده صنعتی یعنی کارخانه‌های ذوب آهن و فولاد مبارکه و هم‌چنین پالایشگاه و نیروگاه بیشتر می‌باشد. در اندام هوایی گیاهان نیز کمترین و بیشترین مقدار فلوراید به ترتیب در یونجه با 2/0 و در ذرت با 2/4 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن خشک مشاهده گردید. بالاترین میانگین غلظت فلوراید مربوط به گوجه‌فرنگی با 6/3 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. میزان فلوراید در گیاهان با میزان فلوراید در خاک و آب آبیاری دارای هم‌بستگی مثبت و در سطح 1 درصد معنی‌دار و با ظرفیت تبادل کاتیونی خاک دارای هم‌بستگی منفی و در سطح 5 درصد معنی‌دار بود.

---

  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 ).

---

برخی فرایندهای صنعتی، همچون آبکاری و استخراج طلا،‌ سیانور مصرف می‌کنند که متعاقباً ‌به فاضلاب این صنایع وارد می شود. چون ترکیبات سیانور سمی هستند، باید فاضلاب‌های حاوی سیانور قبل از تخلیه به محیط زیست، تصفیه شوند. چندین روش برای حذف یا سمیت‌زدایی سیانور وجود دارد که از متداول‌ترین آنها در عمل، ‌زوال طبیعی سیانور، کلریناسیون قلیایی و اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن هستند. با توجه به مشکلات فنی و اقتصادی مرتبط با این روش‌های تصفیه، اخیراً فرایندهای تصفیه بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته‌اند. در گیاه پالایی، از قابلیت گیاهان برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌شود. هدف عمده این تحقیق امکان سنجی و بررسی پتانسیل گیاه پالایی توسط گیاهان غیر چوبی در امر پاک‌سازی خاک آلوده به سیانور است. آزمایش‌های این تحقیق در قالب طرح فاکتوریل کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. سه گیاه غیر چوبی سورگوم (به عنوان گیاه سیانوژنیک)، فستوکا با اندوفایت و فستوکا بدون اندوفایت (به عنوان گیاهان علفی) برای تصفیه خاک آلوده به سیانور استفاده شدند. آنالیز واریانس داده های مربوط به کاهش سیانور خاک و نیز تجمع سیانور در گیاه نشان داد که گیاه پالایی روش مناسبی برای پالایش خاک های آلوده به سیانور با غلظت کم، می باشد. در ضمن مشاهده شد که گیاه سیانوژنیک سورگوم در حذف سیانور خاک از راندمان بهتری نسبت به گیاهان علفی فستوکا برخوردار است، لیکن بخش قابل توجهی از سیانور خاک در بافت های سورگوم تجمع می یابد.

---

در مطالعات آلودگی آبخوان‌ها، آزمایش‌های ردیابی از اهمیت زیادی برخوردارند. این آزمایش‌ها به‌منظور تعیین ضریب انتشارپذیری آبخوان انجام می‌گیرند. در این پژوهش، اثر روش نمونه‌برداری در آزمایش‌های ردیابی بر مقدار ضریب انتشارپذیری آبخوان در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل فیزیکی مورد استفاده شامل یک مخزن مستطیلی به‌طول 72، عرض 10 و ارتفاع120 سانتی‌متر از جنس پلکسی گلاس بود و محلول کلرید سدیم با هدایت الکتریکی 14 دسی‌زیمنس بر متر به‌عنوان آلاینده پایدار انتخاب گردید. هم‌چنین آبخوان‌های شبیه‌سازی شده عبارت بودند از آبخوان با ذرات ماسه درشت و آبخوان با ماسه متوسط. آزمایش‌ها در ضخامت‌‌های 20 تا 100 سانتی‌متر با فواصل طبقاتی 10 سانتی‌متر در هر دو آبخوان صورت گرفت. در هر دو آبخوان، در کلیه آزمایش‌ها نمونه‌برداری به‌صورت نقطه‌ای و مخلوط انجام ‌شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که : 1) دامنه مقادیر ضریب انتشارپذیری به‌دست آمده از نمونه‌های نقطه‌ای برای هر دو آبخوان در محدوده نتایج سایر مطالعات آزمایشگاهی بود، 2) در کلیه آزمایش‌ها، مقادیر ضرایب انتشارپذیری نمونه‌های مخلوط از متوسط مقادیر ضرایب انتشارپذیری نمونه‌های نقطه‌ای بیشتر بود. از این رو، به‌نظر می‌رسد نمونه‌گیری به‌صورت مخلوط عاملی مؤثر در به‌دست آوردن مقادیر بالای انتشارپذیری است که سایر محققین در مطالعات میدانی خود گزارش نموده‌اند، 3) با افزایش ضخامت آبخوان، مقادیر ضرایب انتشارپذیری به‌دست آمده از نمونه‌های مخلوط تغییر ‌کرده ولی از روند یک‌نواختی پیروی نکرد که به‌نظر می‌رسد به‌خاطر خطاهای اجتناب ‌ناپذیری بوده باشد که در طی آزمایش‌ها روی داده است و 4) منحنی‌های رخنه و منحنی‌های تعداد حجم آب تخلخل به‌کار رفته به‌دست آمده از نمونه‌های نقطه‌ای و مخلوط هر ضخامت، در هر دو آبخوان نشان داد که این منحنی‌ها اختلاف آماری با هم ندارند. اگر چه منحنی‌های به‌دست آمده از نمونه‌های مخلوط، از چولگی بیشتری به سمت راست نسبت به منحنی‌های نمونه‌های نقطه‌ای برخوردار بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر، توصیه می‌شود که در مطالعات آلودگی آبخوان‌ها، نمونه‌گیری به‌صورت نقطه‌ای انجام شود تا بتوان عکس‌العمل‌ تنش‌های مختلف کیفی وارده به آبخوان را در شرایط فعلی و آینده، با دقت بیشتری پیش‌بینی نمود.

---

تمرکز فعالیت‌های صنعتی، کشاورزی و شهرنشینی در شهرها باعث آلودگی و تجمع فلزات سنگین در خاک شده است. با توجه به اهمیت استان اصفهان از نظر فعالیت‌های کشاورزی و صنعتی، هم‌چنین جمعیت زیاد این استان، این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات مکانی آرسنیک در بخش‌هایی از استان اصفهان و هم‌چنین تهیه نقشه آلودگی این عنصر در خاک‌های این منطقه انجام گرفت. در این تحقیق نمونه‌های خاک روی یک شبکه منظم با فواصل حدود 4 کیلومتر برداشت شد. موقعیت جغرافیایی نقاط با استفاده از GPS تعیین و کاربری محل‌های تهیه نمونه‌‌های خاک نیز شناسایی و ثبت گردید. پس از آماده‌‌‌سازی نمونه‌های خاک در آزمایشگاه، غلظت کل آرسنیک در نمونه‌ها با استفاده از کریجینگ نقطه‌ای روی نتایج به دست آمده از آنالیز نمونه‌های خاک توسط نرم افزار زمین آماری WinGslib و نرم افزار Surfer، نقشه آلودگی خاک به آرسنیک تهیه شد. ساختار مکانی متغیر به کمک تغییرنما بررسی شد. تغییرنما به شکل جهتی محاسبه و ترسیم گردید. نتایج نشان داد، الگوی کروی، بهترین مدل برازش یافته بود. میانیابی در بلوک‌هایی با ابعاد1000*1000 متر به روش کریجینگ صورت گرفت و به منظور تعیین دقت تخمین‌های انجام شده از میانگین مربع خطای تخمین(MSE) و ضریب هم‌بستگی پیرسون استفاده گردید و نتایج حاکی از دقت نسبتاً خوب تخمین‌ها بود. بر اساس نقشه‌های پراکنش آرسنیک، جهت باد غالب در توزیع آرسنیک حاصل از صنایع تنها در بخش جنوب غربی استان و اطراف کارخانه‌های بزرگ صنعتی فولادسازی مؤثر بوده است. در مجموع می‌توان نقش جنس سنگ مادر را در بالا بردن غلظت آرسنیک در محدوده‌های تیره رنگ نقشه (محدوده‌های کم وسعت شمال غرب و شمال شرق) مؤثر دانست.

---

مدیریت و طراحی بهینه آبیاری و کوددهی می‌توانند عامل کنترل‌کننده انتقال آلاینده‌ها باشند. به طوری که هرگونه ترکیب مدیریت آب و مواد مغذی که منجر به کاهش رواناب و نفوذ عمقی، ایجاد فرصت مناسب برای نفوذ املاح، کاهش رسوبات و اعمال تدریجی کود شود در کنار توجه به مسایل اقتصادی و سهولت کاربرد می‌تواند قابل توجه باشند. در این تحقیق، تأثیر دو روش مدیریت آبیاری کاهش دبی و دبی ثابت در آبیاری جویچه‌ای و دو روش مدیریتی کوددهی به صورت جامد و مایع بر خروج مواد مغذی نیتروژن، فسفر و پتاسیم به صورت رواناب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که مدیریت آبیاری کاهش دبی به همراه مدیریت پخش غیریک‌نواخت کود جامد در مورد هر سه عنصر به دلیل کاهش خروج مواد مغذی از مزرعه دارای برتری بود. ولی بررسی خروجی نیترات در 6 مدیریت مختلف اعمال شده نشان داد که مدیریت آبیاری کاهش دبی و اعمال سه مرحله‌ای کود جامد، کودآبیاری و کودآبیاری (با نسبت‌های 4/1، 2/1 و 4/1) به دلیل نتایج مشابه با مدیریت کاهش دبی و اعمال سه مرحله‌ای کود جامد و تأثیر بیشتر بر یک‌نواختی رشد گیاهان در طول جویچه و سهولت کاربرد، توصیه می‌گردد.

---

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.

---

در این تحقیق، کیفیت شیمیایی آب زاینده‌رود در فاصله سد تنظیمی زاینده‌رود و سد انحرافی نکوآباد، سه زه‌کش تخلیه شونده به رودخانه و یک چاه فلمن، با اندازه‌گیری برخی پارامترهای شیمیایی، طی تیر تا اسفند 1385، به همراه امکان آلودگی این آب‌ها به حشره‌کش دیازینون، در فاصله زمانی مهر تا اسفند 1385، به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) مورد بررسی قرارگرفت. هم‌چنین توان خودپالایی زاینده‌رود در محدوده مورد مطالعه محاسبه شد. نتایج آزمایش‌های انجام گرفته نشان داد که دیازینون در آب زاینده‌رود و پساب‌ها وجود ندارد. عوامل مختلف فیزیکی، شیمیایی و زیستی مانند امکان هیدرولیز دیازینون در نتیجه تماس با آب در طی فصل تابستان به دلیل شروع اندازه‌گیری‌های باقی‌مانده آن از مهر، بر عدم ردیابی این حشره‌کش دخالت دارند که مورد بررسی قرارگرفته‌اند. در نمونه مهر چاه فلمن، دیازینون به غلظت 1/32 نانوگرم در لیتر ردیابی شد که این مقدار کمتر از استانداردهای موجود برای دیازینون در آب شرب است. هم‌چنین غلظت نیتروژن- نیتراتی در این ماه برابر 24 میلی‌گرم در لیتر به دست آمد که 4/2 برابر حد استاندارد 10 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. به علت افزایش تخلیه پساب‌های گوناگون به داخل زاینده‌رود، توان خودپالایی رودخانه از بالادست به پایین‌دست کاهش می‌یابد. بنابراین جلوگیری از مصرف بی‌رویه آفت‌کش‌ها و تصفیه پساب‌های ورودی به زاینده‌رود، توجه بیشتری را می‌طلبد.

---

در میان آلاینده‌های محیطی، فلزات سنگین به دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت‌های کم دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می‌شوند. انباشت این عناصر در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می‌شود. لذا بررسی توزیع غلظت عناصر سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است. این تحقیق با هدف بررسی اثر کاربری اراضی کشاورزی و زمین‌شناسی بر میزان غلظت فلزات سنگین و نقشه پهنه‌بندی آلودگی خاک با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، سیستم اطلاعات جغرافیایی و زمین آمار انجام گرفت. با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی طبقه‌بندی شده، تعداد 135 نمونه خاک سطحی (20- 0 سانتی‌متری) از منطقه‌ای به وسعت7262 کیلومتر مربع جمع‌آوری و غلظت کل عناصر نیکل،کروم وکبالت و خصوصیات خاک شامل pH، ماده آلی و بافت آنها اندازه‌گیری شد. میانگین غلظت عناصر 7/22 ± 9/88Cr:، 5/3±6/17Co:، 7/17 ± 1/63Ni: میلی‌گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد و میانگین اسیدیته 8/7 می‌باشد که نشان‌دهنده قلیایی بودن خاک منطقه مورد مطالعه است. برای پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین از روش‌های زمین آمار استفاده شد و با کمک آنالیز همبستگی مکانی، مناسب‌ترین روش پهنه‌بندی با استفاده از توابع قدرمطلق میانگین خطا و میانگین اریبی خطا انتخاب گردید. نقشه پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی تهیه شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه‌بندی فلزات سنگین با کمک نقشه‌های زمین‌شناسی و کاربری اراضی نشان داد که پراکنش عناصر کروم، کبالت و نیکل با طبقات زمین‌شناسی مطابقت دارد. اما با الگوی کشاورزی مطابقت نداشت. از سوی دیگر با بررسی غلظت نمونه‌های واقع در مناطق بکر و دور از دسترس انسان به تفکیک طبقات سنگ بستر، مشخص شد در سنگ بسترهای شیل، ماسه سنگ، سنگ دگرگونی و سنگ آهک به‌طور طبیعی غلظت این عناصر بالا می‌باشد. یافته‌های این تحقیق اطلاعات مناسبی را در مورد توزیع غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل در منطقه مورد مطالعه ارائه می‌کند که می‌تواند به فرآیندهای پایش و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در اراضی کشاورزی منطقه مورد بررسی کمک کند.

---

لاستیک‌های فرسوده خودروها یکی از آلوده‌کننده‌های محیط ‌زیست محسوب می‌شوند. تولید روز‌افزون این ضایعات سبب شده است تا راه‌های کاهش مضرات ناشی از تجمع آنها در محیط ‌زیست نیز به طور جدی‌تر مورد توجه قرار بگیرد. به همین منظور در این تحقیق آثار اختلاط ذرات خرد شده لاستیک‌های فرسوده در دو اندازه 2-1 و 5-3 میلی‌متر و به مقدار 5، 10 و 20 تن در هکتار تا عمق 30 سانتی‌متری روی برخی از ویژگی‌های شیمیایی خاک، در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان (لورک) بررسی شد. در این تحقیق هفت تیمار به همراه شاهد در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سال 1387 مورد سنجش قرار گرفت. نمونه‌گیری خاک برای تجزیه‌های آزمایشگاهی هشت ماه پس از اختلاط انجام شد. نتایج جداول تجزیه واریانس تیمارها نشان داد که pH، قابلیت هدایت الکتریکی، درصد نیتروژن کل، غلظت کادمیم، سرب، مس و آهن قابل عصاره‌گیری با DTPA خاک تحت تأثیر کاربرد ذرات لاستیک قرار نگرفت. درصد کربن آلی و نسبت کربن به نیتروژن به طور معنی‌داری با کاربرد ذرات لاستیک افزایش یافت. افزایش مقدار روی قابل عصاره‌گیری با DTPA خاک در تیمارهای 10 و 20 تن در هکتار قطعات ریز و درشت لاستیک نسبت به تیمار شاهد در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. مقدار روی قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک تیمار شده با 10 و 20 تن در هکتار قطعات 5-3 میلی‌متری لاستیک فرسوده به‌ترتیب حدود 2 و 3 برابر بیش از تیمار شاهد شد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که در کوتاه مدت، اختلاط ذرات خرد شده لاستیک‌های فرسوده تأثیر معنی‌داری بر بیشتر ویژگی‌های شیمیایی خاک نداشت ولی روی قابل جذب خاک را به طور معنی‌داری افزایش داد. در این راستا، انجام مطالعات بیشتر در مورد معدنی شدن مواد آلی و امکان ایجاد سمیت گیاه در دراز مدت و هم‌چنین تأثیر لاستیک خرد شده بر ویژگی‌های فیزیکی خاک پیشنهاد می‌شود.

---

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.

---

این تحقیق با هدف تعیین پراکنش مکانی غلظت‌‌ فلزات سنگین در کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک با استفاده از انعکاس ثبت شده از ماهواره Landsat ETM+ در جنوب شهر اصفهان در نزدیکی معدن باما صورت گرفت. برای تحقق این هدف، 100 نمونه مرکب خـاک سطحی به‌طور تصادفی از منطقه مورد نظر جمع‌آوری شد. نمونه‌ها‌ هوا خشک شده و کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک 500-250، 250-125، 125-75، 75-50 و 50> میکرون بعد از پراکنده کردن کل خاک با استفاده از دستگاه التراسونیک و الک‌های مناسب تعیین شدند. غلظت‌های کل روی، سرب و کادمیوم پس از هضم مرطوب نمونه‌ها با اسید نیتریک با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد بین میزان انعکاس‌های طیفی خاک در باندهای مرئی، مادون قرمز نزدیک و پانکروماتیک ماهواره‌‌ی Landsat ETM+ و غلظت‌های فلزات سنگین در کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک هم‌بستگی معنی‌دار منفی وجود دارد. مدل‌های رگرسیون چند متغیره گام به گام جهت بررسی امکان تخمین غلظت‌های فلزات سنگین در کلاس‌های ذرات خاک به کمک داده‌های باندهای ماهواره‌ای تشکیل شدند و پراکنش مکانی فلزات سنگین به کمک معادلات رگرسیون چندگانه گام به گام پهنه‌بندی گردید. نتایج نشان داد غلظت فلزات سنگین در همه کلاس‌های اندازه‌ای ذرات خاک در نزدیکی معادن حداکثر است و با افزایش فاصله کاهش می‌یابد.

---

روند آلودگی نیتراتی و فسفاتی آب زیرزمینی می‌تواند حاکی از نحوه مدیریت آب این منابع باشد. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات در غلظت نیترات و فسفات و الگوهای مکانی توزیع نیترات و فسفات آبخوان شهرکرد در طی یک دوره پنج ساله است. به این منظور از 100 حلقه چاه کشاورزی در طی سال‏های 1385، 1389 و 1390 نمونه‌برداری و غلظت نیترات و فسفات اندازه‌گیری شد. از سال 1385 تا 1390 میانگین غلظت نیترات آبخوان از 18 به 27 میلی‌گرم بر لیتر و غلظت فسفات از 05/0 به 15/0میلی‌گرم بر لیتر افزایش پیدا کرده است. از بین مدل‌های مختلف واریوگرام گوسی، نمایی، کروی و خطی، مدل کروی تغییرات مکانی نیترات و فسفات در طی دوره مورد مطالعه را بهترتوجیه کرد. بررسی نقشه‌ها نشان داد که غلظت نیترات و فسفات در بخش‌های جنوبی دشت حداکثر و در بخش‌های شمالی حداقل است. به نظر می‌رسد دلیل اصلی بالا بودن غلظت نیترات و فسفات در بخش جنوبی وجود تصفیه‌خانه شهرکرد، دامداری‌های فشرده، کم عمق بودن سطح ایستابی و جهت گرادیان هیدرولیکی به این سمت از دشت باشد. مقایسه نقشه‌ها نشان داد که از سال 1385 تا 1390 از مساحت کلاس‌های با آلودگی کمتر کاسته شده و به مساحت کلاس‌های با غلظت بیشتر نیترات و فسفات افزوده شده است.

---

مس یکی از عناصر مهم غذایی برای گیاه محسوب می‎شود که در صورت داشتن غلظت بالا در خاک می‌تواند به عنوان یک عنصر آلاینده محسوب گردد. مقدار قابل جذب این عنصر در محدوده‎ اطراف معدن مس سرچشمه می‎تواند زیاد باشد. بدین منظور، الگوی نمونه‎برداری خاصی به مرکزیت دودکش‎های کارخانهی ذوب مجتمع و به شعاع 6 کیلومتر، در سه جهت مختلف (مسیر رفسنجان، شهرک و معدن) طرح‎ریزی و نمونه‎ها در فصل تابستان جمع‎آوری شدند. غلظت کل مس قابل جذب و برخی از ویژگی‎های شیمیایی خاک مانند: pH وEC در 122 نمونه‎ی خاک سطحی (عمق صفر تا 35 سانتی‎متری)، اندازه‎گیری گردید که pH هم‌بستگی معنی‎دار و منفی و EC هم‌بستگی مثبت معنی‎داری با غلظت کل مس قابل جذب در هر سه مسیر نشان داد. بهترین مدل برازش داده شده، مدل کروی بود و به‎منظور پهنه‎بندی مقدار مس قابل جذب از کریجینگ معمولی استفاده گردید. نتایج نشان داد بیشترین غلظت کل این عنصر در جهت رفسنجان بوده است. هم‌چنین با توجه به جهت وزش باد غالب در این مجتمع که به سمت رفسنجان می‎باشد، نتایج حاکی از آن است که خروجی دودکش‎ها بر افزایش مقدار عنصر تأثیر داشته و بدین دلیل تجمع عنصر مس در اطراف دودکش‎ها بیش از سایر نقاط می‎باشد. هم‌چنین، انتقال این عنصر توسط باد از دودکش‌ها تا حدود 4 کیلومتری بعد از کارخانه مؤثر بوده است.