تاثیر پساب بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

وحید یزدانی ¹ , بیژن قهرمان ² , کامران داوری ³ , ابراهیم فاضلی ⁴

1 - دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی، (مسئول مکاتبات
2 - استاد گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد
3 - دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد
4 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آب دانشگاه آزاد فردوس

تاریخ دریافت : 1389/10/10 تاریخ پذیرش : 1390/03/18 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: آبیاری, خصوصیات خاک, آب چاه, پساب فاضلاب, استوانه‌های هم مرکز,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: با توجه به حجم گسترده کاربرد فاضلاب های شهری و خانگی در اراضی زراعی و کشاورزی حواشی شهرهای بزرگ کشور، امروزه تحقیقات منطقه ای در این زمینه و مشاهده اثرات مختلف آبیاری با فاضلاب از اهمیت به سزایی برخوردار است. روش بررسی: در این تحقیق از پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب پرکند آباد مشهد (6/14=SAR، 138=TSS و 5/169=BOD) و آب چاه (740=EC میکرو موس بر سانتی متر) به عنوان شاهد استفاده شد. آبیاری و انجام آزمایشات در کرت های به مساحت 4 متر مربع صورت پذیرفت، که اطراف آن ها توسط خاک مزرعه احاطه شده بود. توسط تیمارهای آب چاه و پساب فاضلاب، کرت ها به ترتیب یک الی پنج بار و به مقدار 150 میلی متر مورد آبیاری قرار گرفت. سپس توسط استوانه های هم مرکز مقدار نفوذ و بر اساس آن هدایت هیدرولیکی اشباع بالای سطح ایستابی برآورد شد. سایر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک کرت ها بر اساس رهنمودهای ارایه شده در کتاب روش استاندارد اندازه گیری شدند. یافته ها: آبیاری با فاضلاب بر چگالی ظاهری خاک تاثیر گذاشته و مقدار آن را کاهش داد، به طوری که با افزایش 1، 2، 3، 4 و 5 بار فاضلاب به ترتیب کاهشی برابر 2، 6/6، 4، 7/15 و 6/17 درصد به دست آمد. هم چنین با افزایش تعداد آبیاری با پساب فاضلاب، مقدار یون های سدیم، فسفر، نیترات و نیکل افزایش یافت به طوری که بیشترین افزایش در یون نیترات (38 درصد) و سدیم (84 درصد) مشاهده گردید. مقدار شدت نفوذ در کرت های آبیاری با آب (به هم خوردگی ساختمان خاک) و فاضلاب کمتر از حالت بدون آبیاری بود، ضمن این که در کرت های آبیاری شده توسط فاضلاب کاهش چشمگیرتری مشاهده شد. هم چنین از آبیاری دوم به دلیل تشکیل یک لایه سله، نفوذپذیری به (034/ میلی متر در دقیقه در آبیاری دوم) میزان نهایی خود رسید، به طوری که نفوذپذیری تحت این لایه سله کنترل می شد. یکی از دلایل اصلی ایجاد لایه سله وجود یون سدیم در فاضلاب و اضافه شدن آن به خاک می باشد. به نظر می رسد که یون سدیم باعث پراکنده کردن ذرات خاک شده، که در این صورت ذرات ریز منافذ را پر نموده و از نفوذ آب جلوگیری می کند.

چکیده انگلیسی:

Field and purpose According to huge utilization of domestic and urban wastewaters in planting and agricultural fields around big cities, now a days local researches about this field and observing different outcomes from irrigation by waste water, has got a great importance. Procedure In this research we have used discharging waste water of filtration plant of Parkand Abad of Mashhad (BOD=169.5 & TSS=138 & SAR=14.6) and water of the well (EC=740 micro M per second) as samples. Irrigation and experiments were performed in fields of 4 square meters, which were surrounded by the soil of farm. With waste water and water of the well, fields were irrigated one to five times and every time the amount of irrigation was 150 mm. After that, by using concentric cylinders, absorption potentiality and full hydraulic conduction was estimated. The other chemical and physical parameters of the soil in the fields are presented in standard book of measuring methods. Findings Irrigation with wastewater effects density of the soil and decreases the amount of it. So much so that with 1, 2, 3, 4 and 5 times increase of wastewater irrigation, relatively we had 2, 6.6, 4, 15.7 and 17.6 percent decrease in density of the soil. Also with increase of irrigation times by wastewater, ions of sodium, phosphorus, nitrates and nickel were increased as well. The maximum increase was seen in nitrates ions (38%) and sodium (84%). The amount of absorption potentiality in irrigated fields with water and wastewater was less than the fields which were not irrigated at all. Besides this absorption was even less in the fields which were irrigated by wastewater. Also from the second irrigation on, because of formation a seleh layer, absorption was suddenly reached to its maximum rate (0.34 mm per minute), which absorption was controlled by this seleh layer. One of the most important reasons of seleh layer formation was existence of sodium particles in wastewater which were absorbed in the soil. It seems that sodium ion causes scattering particles of soil, so due to these fact small particles fills the pores and prevent absorption of water in the soil.

منابع و مأخذ:

1. علیزاده، امین .1376. استفاده از فاضلاب تصفیه شده در آبیاری چغندرقند. وزارت نیرو، شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور. گزارش نهایی طرح پژوهشی.


2. علیزاده، امین. 1374. استفاده از پساب تصفیه شده خانگی در آبیاری سبزیجاتی که بصورت خام مصرف می­شوند. وزارت نیرو، معاونت امور آب و فاضلاب شهری، شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور، گزارش نهایی طرح پژوهشی.


3. Abbott, C.L. and Quosy, D.E. 1996. A Procedure to assess the impacts of drainage water reuse, HR Wallingford in Collaboration with the water management Research Institute, Cairo, Report OD. 134.


4. Pescod, M.B. 1992. Wastewater treatment and use in agriculture, FAO, Irrigation and Drainage Paper, vol 47: 113 P.


5. Hayes, A.R., Mancino, C.F., Forden, W.Y., Kopec, D.M., and Pepper, I.L. 1990. Irrigation of turfgrass with secondary sewage effluent: II.Turf Quality.J of Agron. Vol 82. pp. 943-946.


6. Chang, A.C. Wameke, J.E. Page, A.L. and Lund, L.J .1984. Accumulation of metal in sewage sludge treated. J. Environ. Qual.vol 13. pp. 87-90.


7. Ayres, R.S. and Wescot, D.W. 1985. Water-Quality for Agriculture. Rev.I, FAO. Rome. 174p.


8. Mahida, N.U. 1981. Water pollution and disposal of wastewater on land. Tata McGraw-Hill Puplishing Company limited. New Dlhi, 325p.


9. Soegrist R.L., 1987. Soil clogging during subsurfase wastewater infiltration as affected by effluent composition and loading rate, J of environ. Qual. Vol 16. No 2. pp. 256-265.


10. Xanthoulis, D. and Wallender, W. 1991. Furrow infiltration and design with cannery wastewater. Transaction of ASAE. Vol 34. No 6. pp. 2390-2396.


11. Saber, M.S.M. 1986. Prolonged effect of land disposal of human wasyes on soil conditions. Wat. SCi. Tech. vol 18. pp. 371-374.


12. Vinten, A.J.A., Mingelgrin, U., Yaron, B., 1983. The effect of suspended solids in wastewater on soil hydraulic conductivity: II. Vertical distribution of suspended solids. Soil Sci. Soc. Am. J. vol 47. pp. 408–412.


13. فیضی، محمد. 1380. مقایسه تاثیر مصرف پساب و آب چاه بر روی خاک و گیاه در شمال اصفهان، گزارش نهایی طرح، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان.


14. روحانی شهرکی، فرزاد. مهدوی، رسول. و رضایی، مرضیه. 1384. اثر آبیاری با پساب بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک. مجله آب و فاضلاب، جلد 16، شماره 53: 23-29.


15. سازمان حفاظ محیط­زیست ایران. 1386 ضوابط و استانداردهای زیست محیطی. انتشارات سازمان حفاظت محیط­زیست ایران، صفحات 5-6.


16. Alberta Agriculture, Food and Rural Development .2000. Guidelines for Municipal Wastewater Irrigation, 30p.


17. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Th Ed 14. 1995.


18. کمیته ملی آبیاری و زهکشی. 1385. مرروری بر استانداردها و تجارب استفاده از پساب­ها برای آبیاری، انتشارات کمیته ملی ابیاری و زهکشی. شماره 104. 250 صفحه.


19. Levy, G.J., Rosenthal, A., Tarchitzky, J., Shainberg, I., Chen, Y., 1999. Soil hydraulic conductivity changes caused by irrigation with reclaimed waste water. J. Environ. Qual. vol 28. pp. 1658–1664.


20. سروش، فاطمه. موسوی، سید فرهاد. رزمجو، خورشید. و مصطفی زاده فرد، بهروز. 1386. تاثیر آبیاری با مقادیر متفاوت پساب تصفیه­خانه فاضلاب شهری بر جذب عناصر توسط ارقام چمن ژاپنی، مجله پژوهش کشاورزی، جلد7، شماره12: 73- 84.