بررسی آلودگی فلزات سنگین در محصولات گندم (آبی و دیم) در برخی مزارع کشاورزی شهرستان همدان

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

بهاره لرستانی ¹ ( استادیار، گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، همدان، ایران )
زینب السادات هزاوه ئی ² ( دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه محیط‌زیست ،دانشگاه آزاداسلامی، واحد همدان، همدان، ایران *(مسوول مکاتبات) )

تاریخ دریافت : 1393/02/28 تاریخ پذیرش : 1393/09/01 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: فلزات سنگین, گندم آبی, گندم دیم, شهرستان همدان,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: آلودگی خاک و محصولات کشاورزی به عناصر سنگین، به علت پیشرفت سریع صنایع و استفاده نادرست کودهای شیمیایی و دامی در زمین های کشاورزی باعث نگرانی های زیادی شده است. هدف از این پژوهش تعیین تجمع فلزات سنگین کادمیوم، سرب و روی در خاک و گیاهان گندم آبی و گندم دیم در برخی از مزارع شهرستان همدان بوده است. روش بررسی: از خاک های تحت کشت گندم (آبی و دیم) نمونه برداری انجام یافت. نمونه‌های خاک به صورت مرکب از عمق 20-0 سانتی متر تهیه گردید. موقعیت مکانی ایستگاه های نمونه برداری توسط GPS به ثبت رسید. همچنین نمونه‌های مرکب گیاهی از بخش های خوراکی گیاهان یاد شده جمع آوری شد. غلظت قابل جذب عناصر سنگین با استفاده از روش DTPA عصاره گیری شد. آزمایش در غالب طرح مستقل کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. غلظت فلزات سنگین مورد مطالعه (سرب، روی و کادمیوم) با استفاده از دستگاه ICP varion710 در آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان قرائت گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که میانگین غلظت کادمیوم به ترتیب در خاک گندم آبی و دیم 61/4 ،60/1 میلی گرم بر کیلوگرم و در گیاه گندم آبی و دیم 29/2 ، 86/1 میلی گرم بر کیلوگرم و دارای تفاوت معنی داری در سطح 05/0 با استانداردهای مجاز می باشد همچنین میانگین غلظت سرب در خاک گندم آبی و دیم به ترتیب 60/4، 66/4 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد که دارای تفاوت معنی داری با استانداردهای مجاز نیست و در گیاه گندم آبی و دیم 26/12، 84/12 میلی گرم بر کیلوگرم بود که دارای تفاوت معنی داری در سطح 05/0 است. میزان روی به ترتیب در خاک گندم آبی و دیم 12/32، 26/21 میلی گرم بر کیلوگرم و در گیاه گندم آبی و دیم 99/13، 58/11 میلی گرم بر کیلوگرم بود و فاقد تفاوت معنی داری با استانداردهای مجاز است. بحث و نتیجه گیری: نتیجه این بررسی نشان داد با توجه به مقدار شاخص خطر پذیری برای دو عنصر کادمیوم و سرب بیش تر از 1 می باشد، این دو عنصر با پتانسیل بیش تری می توانند به عنوان عامل خطر برای سلامتی انسان در ناحیه مورد مطالعه محسوب شوند.

چکیده انگلیسی:

Background and Objectives: Heavy metals contamination of soil and agricultural products due to the rapid development of industries and improper use of chemical fertilizers and manure on agricultural land have cuased a great concern. The purpose of this study was to investigate the accumulation of heavy metals such as cadmium, lead and zinc in soils and in irrigated wheat and rainfed wheat in some farms in Hamadan city.  Materials and Methods: Soils under cultivation of wheat (irrigated and rainfed) was sampled. Composite soil samples were taken from a depth of 0-20 cm. The location of the sampling stations was recorded by GPS. The composite samples were collected edible sections of the mentioned plants. Absorbent concentrations of heavy metals were extracted using DTPA. The experiments were done independently in the form of a completely randomized design with three replications. Concentrations of heavy metals (lead, zinc and cadmium) were read using an ICP varion 710 in the laboratory of Islamic Azad University of Hamedan. Results: Statistical analysis showed that the mean concentrations of cadmium in the soil of irrigated and rainfed wheat were4/61, 1/60 mg/kg and in the plant of irrigated and rainfed wheat were 2/29, 1/86 mg/kg, with a significant difference of 0/05. The mean concentrations of lead in the soil of irrigated and rainfed wheat were 4/61, 1/60 mg/kg respectively, and in the plant of irrigated and rainfed wheat they were 12/26, 12/84 mg/kg respectively, showing a significant difference of 0/05. The amounts of zinc in the soil of irrigated and rainfed wheat were 32/12, 21/26 mg/kg respectively, and in the plant of irrigated and rainfed wheat they were 13/99, 11/58 mg/kg, showing no significant differences with the the permissable standards. Discussionand conclusions: The result showed the risk indices of over 1 for cadmium and lead, implying that these two elements can be of a greater potential threat to human health in the study area

منابع و مأخذ:

 

1. Alloway, B. J. 1995: Soil processes and the behaviour of metals". Blackie Academic and Professional, London. 11-37.


2. یارقلی، ب، عظیمی، ع، باغوند، ا، عباسی، ف، لیاقت، ع، فردی، ع، بررسی جذب و تجمع کادمیوم در اندام های مختلف محصولات غده­ای در خاک های آلوده، آب و فاضلاب،1388،4،60


3. Jalali, M. and Moharami, S. 2010 "Redistribution of cadmium, copper, lead. Nicel, and zinc among soil franctions in a contaminated calcareous soil after application of nitrogen fertiltizers." J. Plant Nutr. Soil Sci, 173: 37-244.


4. Jalali, M., Khanlari Z, V. 2008a "Environmental contamination of Zn. Cd, Nl, Cu. And Pb from areas in Hamadan Province, western Iran." Environ 55: 1537-1543.


5. Duruibe. J.O., Ogwuegbu, M. D. C. and Egwurugwu, J.N. 2007" Heavy metal Pollution anh Human biotoxic Effects." Int. J.Phyz. Sci.2: 112- 118


6. Ikeda, M., Zhang. Z.W., shimbo, S., watanabe, T., Nakatsuka, H., Moon, C.S., Matsuda – Inoguchi, N. and Higashikawa, K. 2000 " Urban population exposure to lead and cadmium in east and south – east Asia." Sci. Total Environ. 249: 373-384.


7. Duruibe. J.O., Ogwuegbu, M. D. C. and Egwurugwu, J.N. 2007" Heavy metal Pollution anh Human biotoxic Effects." Int. J.Phyz. Sci.2: 112- 118


8. Sims, J.T. 1996 "Lime requirement methods of soil analysis, parts chemical methods" Madision Wisconsin, USA. Pp: 491.


9. Carter. R 1993 "Crop and food chain effects of toxic elements in sludges and effects." Proceedings of the Joint Conference on Recycling Municipal Sludges and Effiuents on Land. National Association of State Universities and Land-Grant Colleges, Washington DC, pp. 129-141


10. Lindsay, W. L. and Norvell, W.A. 1978 "Development of a DTPA test for zinc, mangoncse, and copper." Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 421-428.


11. Cao, H., Jianjiang, CH., Jun, ZH., Hui, ZH., Li, Q. and Yimen. 2010 "Heavy metals in rice and garden vegetables and their potential health risks to inhabitants in the vicinity of an industrial zone in Jiangsu, China." J. Envieon. Sci. 22 (11): 1729-1799


12. Cui, Y., Zhu, Y. G., Zhai, R., Huang, Y., Qiu, Y. and Liang, J.2005 "Exposure to metal mixtures and human health impacts in a contomintal area in Nanning china."


13. Ge, K. Y. 1992 "The status of nutvient and metal of Chinese in the 1990." Beijing people's Hygiene press. 415-434.


14. Wang, X., Sato, T., Xing, B. and Tao, S 2005 "Helth risks of heavy metals to the general buplic in Tianjin, China via consumption of vegetables and fish." Sci. Total


15. USEPA, 2002 USEPA US Environmental Protection Agency. "List of Drinking water contaminants and MCLs." Washington, DC; 2002.


16. Nabula, G., Young, S.D. and Black, C.R. 2010 "Assessing risk to human health from tropical leafy vegetables grown on soil amended with urban sewage sludge." Environ. Pollu. 159: 368-376.


17. Lin, J., Wuyi, W., Yonghua, L., and Linsheng., Y. 2010. Heavy Metals in Soil and Crops of an Intensively Farmed Area: A Case Study inYucheng City, Shandong Province, China. J. Environ. Res. Public Health 2010, v, 395- 412; doi: 10, 3390/ijerph 7020395.


18. Orisakwe, O, Kanayochukwu, N.J, Nwadiuto, A.C, Daniel, D and Onyinyechi,O, Evaluation of Potential Dietary Toxicity of Heavy Metals of Vegetables, Environment Analytic Toxicol, 2012, 2, 3


19. Eriksson,J.E. 2001" Concentrations of 61 trace elements in sewage sludge, faramyard manure, mineral fertilizers, perecipitation and in oil and crops". Swedish EPA. Rep 5159. Stockholrn.


20. Luo, Ch., Liu, Ch., Wang, Y., Lin, X., Li, F., Zhang, G. and Li, X. 2011 "Heavy metal contamination in woils and vegetables near on e-waste processing site, south China." J.Hazard. Mater. 186: 481-490.


21. Nabula, G., Young, S.D. and Black, C.R. 2010 "Assessing risk to human health from tropical leafy vegetables grown on soil amended with urban sewage sludge." Environ. Pollu. 159: 368-376.


22. معیاری، ا، 1390، تأثیر کشت های مختلف بر غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاهان، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه بوعلی سینا


23. Eriksson,J.E. 2001" Concentrations of 61 trace elements in sewage sludge, faramyard manure, mineral fertilizers, perecipitation and in oil and crops". Swedish EPA. Rep 5159. Stockholrn.


24. Alloway, B. J. 1995: Soil processes and the behaviour of metals". Blackie Academic and Professional, London. 11-37.


25. Nabula, G., Young, S.D. and Black, C.R. 2010 "Assessing risk to human health from tropical leafy vegetables grown on soil amended with urban sewage sludge." Environ. Pollu. 159: 368-376.


26. Jamali, M. K., Kazi, T.G. Arain, M.B., Afridi, H. I. Jalbani, N. Kandhro, G.A, A.Q. and Baiga, J.A. 2009 "Heavy metal acceumulation in different  of wheat grown in soil amended J. Hazard. Mated. 164: 1386-1391.


27. معیاری، ا، 1390، تأثیر کشت های مختلف بر غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاهان، پایان نامه کارشناسی­ارشد دانشگاه بوعلی سینا