آلودگي خاك
هر گونه تغيير در ويژگي هاي اجزاي متشكله خاك به طوري كه استفاده از آن ناممكن گردد آلودگي خاك ناميده مي شود.
آلودگي شيميايي از يك نظر به معني انحراف عناصر شميايي از چرخه هاي طبيعي خود است كربن ، نيتروژن و فسفات هايي كه از زباله هاي شهرها به آبهاي روان منتقل مي شوند در حقيقت از چرخه خاك و گياه خارج شده اند. هنگامي كه از هوا وآب به عنوان محل تخليه فاضلاب استفاده مي شود ، آلودگي ايجاد مي گردد، زيرا هوا و آب مي توانند به آهستگي اجزاي را به چرخه هاي طبيعي خود بازگردانند.از سوي ديگر ذرات خاك با وسعت سطوح و فعاليت هاي كاتاليزوري خود همراه با آب و اكسيژن موجود مي توانند آلوده كننده ها را بي اثر كنند. خاكها زباله و پسمانده را سريعاً تجزيه مي كنند و اجزاي آنها را به چزخه هاي طبيعي خود باز مي گردانند و در نتيجه اختلال و به هم خوردگي محيطي حاصل از فعاليت انسان را به حداقل كاهش مي دهند.
The Role of Poisionous Elements in soil pollution
نقش عناصر سمي در آلودگي خاك:
تمام يون هاي عناصر غذايي كم مصرف در غلظت هاي موجود در خاك خيلي بيشتر از حد طبيعي مسموم كننده هستند. وقوع طبيعي عناصر سمي در غلظت هاي زياد در خاك ها به جز در مورد مسموميت هاي گياهي توسط Al در خاك هاي اسيدي نادرند . آلودگي هاي خاك توسط عناصر سمي معمولاً در نتيجه فعاليت انساني به وجود مي آيند.عناصر آلوده كننده حاصل از فعاليت انسان و حالت هاي اكسايش آنها بر اساس عدد اتمي و نه بر اساس اهميت Be ، Cr ، Zn ، As ، Cd ، Hg و Pb را شامل مي شود. آلودگي هاي خاك ناشي از كارخانه هاي ذوب فلزات ، زباله هاي شهري و صنعتي حشره كش ها و ترافيك اتومبيل ها همگي مي توانند غلظت هاي عناصر ياد شده در خاك را به حد سمي برسانند. حيواناتي كه چراي آنها به نواحي آلوده محدود شده باشد، شديدترين اثر تجمع مسموم كننده فلزات در خاك ها را نشان خواهند داد.خاك براي دفن بقاياي آلوده كننده مي تواند واسطه بسيار سالمتري از هيدروسفر يا اتمسفر باشد.خاك در مقايسه با هوا يا آب توان بهتري براي اكسيده كردن و ابقاي آلوده كننده ها و انتقال آنها از زنجيره غذايي به خاك دارد.زباله شهري منبع بسيار با ارازشي از نيتروژن ، فسفات و آب براي گياهان زراعي است.تحت مديريت ضعيف ، استعمال زباله مي تواند به آلودگي خاك توسط فلزات كمياب منجر شود. براي پيش گيري از اين واقعه، جلوگيري اوليه از الودگي زباله شهري به وسيله فلزات سمي است كه توسط كارخانه هاي صنعتي ايجاد مي شود.
تمام يون هاي عناصر غذايي كم مصرف در غلظت هاي موجود در خاك خيلي بيشتر از حد طبيعي مسموم كننده هستند. وقوع طبيعي عناصر سمي در غلظت هاي زياد در خاك ها به جز در مورد مسموميت هاي گياهي توسط Al در خاك هاي اسيدي نادرند . آلودگي هاي خاك توسط عناصر سمي معمولاً در نتيجه فعاليت انساني به وجود مي آيند.عناصر آلوده كننده حاصل از فعاليت انسان و حالت هاي اكسايش آنها بر اساس عدد اتمي و نه بر اساس اهميت Be ، Cr ، Zn ، As ، Cd ، Hg و Pb را شامل مي شود. آلودگي هاي خاك ناشي از كارخانه هاي ذوب فلزات ، زباله هاي شهري و صنعتي حشره كش ها و ترافيك اتومبيل ها همگي مي توانند غلظت هاي عناصر ياد شده در خاك را به حد سمي برسانند. حيواناتي كه چراي آنها به نواحي آلوده محدود شده باشد، شديدترين اثر تجمع مسموم كننده فلزات در خاك ها را نشان خواهند داد.خاك براي دفن بقاياي آلوده كننده مي تواند واسطه بسيار سالمتري از هيدروسفر يا اتمسفر باشد.خاك در مقايسه با هوا يا آب توان بهتري براي اكسيده كردن و ابقاي آلوده كننده ها و انتقال آنها از زنجيره غذايي به خاك دارد.زباله شهري منبع بسيار با ارازشي از نيتروژن ، فسفات و آب براي گياهان زراعي است.تحت مديريت ضعيف ، استعمال زباله مي تواند به آلودگي خاك توسط فلزات كمياب منجر شود. براي پيش گيري از اين واقعه، جلوگيري اوليه از الودگي زباله شهري به وسيله فلزات سمي است كه توسط كارخانه هاي صنعتي ايجاد مي شود.
The Role of Poisionous Inorganic Compounds in Soil Pollution
نقش تركيبات معدني مسموم كننده در آلودگي خاك :
تركيبات معدني حاوي جيوه Hg ، كادميم Cd ، سرب Pb ، ارسنيك As ، نيكل Ni ، روي Zn ، منگنز Mn ، فلورين F و بر B موجب آلودگي خاك مي شوند.تركيبات حاوي آرسنيك و كادميم بسيار سمي هستند.تركيبات شامل جيوه ، سرب ، نيكل و فلورين سميت متوسط دارند.تركيبات حاوي بر ، مس ، منگنز و روي نسبتاً سمي هستند. به كار گيري تكنولوژي مدرن از عوامل موثر در بروز
آلودگي محيط ناشي از كاربرد اينگونه تركيبات به شمار مي آيد در اثر سوزندان مواد نفتي و فعاليت كارخانجات ذوب فلز مقادير زيادي از عناصر سمي وارد اتمسفر شده كه مي توانند بر روي نباتات و خاك نشسته و اثرات سوء خود را اعمال نمايند سرب از طريق احتراق بنزين در وسايط نقليه موتوري و سوزانيدن زغال سنگ وارد اتمسفر مي شود و در مواقع بارندگي و ريزش برف بر روي خاك نشست مي كند سوپر فسفاتها و سنگ آهك معمولا داراي مقاديري از كادميم ، مس ، منگنز ، نيكل و روي بوده و به كارگيري آنها آلودگي خاك را به دنبال دارد.آرسنيك در حشره كش ها مورد استفاده قرار گرفته و به علت پايداري دراز مدت در محيط از آن استفاده نمي شود.فلزات سنگين در تركيب قارچ كش هاي آلي ، علف كش ها و حشره كش ها شركت دارند كه با كاربرد آنها ، موجبات آلودگي را فراهم مي آورند.
تركيبات معدني حاوي جيوه Hg ، كادميم Cd ، سرب Pb ، ارسنيك As ، نيكل Ni ، روي Zn ، منگنز Mn ، فلورين F و بر B موجب آلودگي خاك مي شوند.تركيبات حاوي آرسنيك و كادميم بسيار سمي هستند.تركيبات شامل جيوه ، سرب ، نيكل و فلورين سميت متوسط دارند.تركيبات حاوي بر ، مس ، منگنز و روي نسبتاً سمي هستند. به كار گيري تكنولوژي مدرن از عوامل موثر در بروز
آلودگي محيط ناشي از كاربرد اينگونه تركيبات به شمار مي آيد در اثر سوزندان مواد نفتي و فعاليت كارخانجات ذوب فلز مقادير زيادي از عناصر سمي وارد اتمسفر شده كه مي توانند بر روي نباتات و خاك نشسته و اثرات سوء خود را اعمال نمايند سرب از طريق احتراق بنزين در وسايط نقليه موتوري و سوزانيدن زغال سنگ وارد اتمسفر مي شود و در مواقع بارندگي و ريزش برف بر روي خاك نشست مي كند سوپر فسفاتها و سنگ آهك معمولا داراي مقاديري از كادميم ، مس ، منگنز ، نيكل و روي بوده و به كارگيري آنها آلودگي خاك را به دنبال دارد.آرسنيك در حشره كش ها مورد استفاده قرار گرفته و به علت پايداري دراز مدت در محيط از آن استفاده نمي شود.فلزات سنگين در تركيب قارچ كش هاي آلي ، علف كش ها و حشره كش ها شركت دارند كه با كاربرد آنها ، موجبات آلودگي را فراهم مي آورند. Nitrogen
نيتروژن
نيتروژن مهمترين عنصر مورد مطالعه در شيمي خاك ، حاصلخيزي خاك و ميكروبيولوژي خاك است. نيتروژن عنصر غذايي خاك است كه بيشتر از ساير عناصر رشد گياهان را محدود مي كند.
نيتروژن فقط به صورت نيترات از خاك شسته مي شود چون يون امونياك توسط ظرفيت تبادلي خاك ابقا مي شود.آبشويي نيترات براي آبهاي سطحي و زيرزميني يك خطر بالقوه آلودگي به حساب مي آيد.نيترات زدايي و جذب نيتروژن توسط گياهان و ميكروب ها غلظت نيترات را در محلول هاي خاك به حداقل مي رساند. غلظت مجاز نيترات براي آبهاي آشاميدني در ايلات متحده 45 ميلي گرم در ليتر است.غلظت بيشتر مي توانند به مسموميت ناشي از نيترات (ممتوگلوبي نيميا) يا بيماري كبودي بچه در نوزادان منجر شوند.
Soil Pollutiuon Resulting from Pesticides
آلودگي خاك ناشي از آفت كش ها
مطالعه روي اثرات سوء نباتي نشان داده است كه بعضي از آفت كش ها چون حشره كش هاي آلي كلره به دليل پايداريشان در خاك نه تنها ممكن است محيط را براي نباتاتي كه در تناوب زراعي وارد مي شود نامطلوب سازند، بلكه ممكن است از طريق نقل و انتقال جذب در انساج چربي و بالاخره ورود به زنجيره غذايي موجبات آلودگي بخش هاي مختلف بيوسفر را فراهم سازند و حيات انسان و ديگر جاندارن را به مخاطره اندازد .پس مانده آفت كش هاي جستجو شده در خاك يا مربوط به تركيبات شيميايي معدني پايدار چون ارسنيك، مس يا سرب بوده كه تا قبل از جنگ جهاني دوم از آنها به عنوان حشره كش يا قارچ كش استفاده به عمل مي آمده و يا مربوط هيدرو كربنهاي كلره پايدار است كه بعد از جنگ كشف و مورد استفاده قرار گرفته اند.آفت كش ها از راههاي مختلفي وارد خاك مي شوند كه عبارتند از:
1- از طريق كاربرد مستقيم آنها در خاك
2- از طريق سمژاشي و برگشت مستقيم ذرات سموم معلق در هوا به زمين
3- سموم جذب شده در سطح ذرات خاك معلقدر هوا و نشست آنها بر زمين
4 – بقاياي نباتي كه به خاك اضافه مي شوند و سموم جذب شده به وسيله موجودات زنده خاك (غير ذره بيني) مي باشد. محققين بررسي مسائل آلودگي محيط بر اين عقيده اند كه پسمانده هاي حشره كش ها در آب باران و گردد و غبار موجود در هوا حاصل سمژاشي هوائي نباتات بوده ، كه مقداري از آنها به خاك منتقل شده و بعد از طريق تبخير و فرار از سطح خاك به صورت تركيبات گازي وارد هوا مي شود و نتيجتاً آب باراني كه به زمين مي رسد حاوي مقاديري از اين مواد خواهد بود.
عوامل موثر در پايداري حشره كش ها در خاك عبارتند از:
1 ) طبيعت شيميايي حشره كش ها
2 ) نوع خاك ، حشره كش ها بسته به كيفيت ساختماني خود به وسيله بخش هاي مختلف خاك جذب مي شوند.به عنوان مثال ، هپتاكلر و د.د.ت DDT به وسيله بخش رس ، ديازينون و ژارتيون به وسيله بخش شن وسيلت ع دي كلوفنتيون به وسيله هر دو بخش جذب و غير فعال مي گردند.اين حشره كش ها تا حدودي به وسيله ماده آلي غير فعال مي شوند.
3 ) ميزان مواد آلي : هر چه مواد آلي خاك بيشتر باشد، پايداري حشره كش نيز افزايش خواهد يافت.
4 ) ميزان رس:ميزان مواد كلوئيدي موجود در خاك مي تواند روي پايداري حشره كش موثر باشد.
5 ) اسيديته خاك : غلظت يون هيدروژن مي تواند تجزيه حشره كش ها را در خاك تحت تاثير قرار دهد.
6 ) يون هاي معدني : اثر نوع و ميزان كاني هاي خاك بر زمان پايداري حشره كش ها از طريق تاثير در ساختمان و نوع خاك اعمال مي گردد.
7 ) درجه حرارت : حشره كش ها از طريق تجزيه شيميايي و باكتريايي و به صورت گاز يا بخار از خاك خارج مي شونداين فرآيند تحت تاثير درجه حرارت محيط قرار دارند.
8 ) رطوبت خاك : رطوبت هواي خاك كه مستقيماً در ارتباط با رطوبت خاك مي باشد مي تواند پايداري حشره كش ها را از سه طريق : الف ) تاثير در ميزان جذب ، ب ) تاثير در ميزان انتشار، ج ) تاثير در قابليت حصول ، تحت تاثير قرار دهد.
9 ) پوشش نباتي : خاك هاي فاقد پوشش نباتي يا در حال آيش در مقايسه با خاك هاي زير كشت بيشتر در معرض تابش خورشيد ، ورزش باد و بالاخره ضربات مستقيم قطرات باران هستند.با توجه به نقش درجه حرارت ، رطوبت و ديگر خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك در ميزان پايداري حشره كش ها به نظر مي رسد كه اثر سايه افكني نباتات ممكن است تا حدود زيادي در درجه پايداري حشره كش ها تاثير گذارد.
10 ) شخم : حشره كش ها با عمل شخم به داخل خاك منتقل مي شوند ولي آنهاي كه از طريق سمپاشي نبات و شستشوي برگي حاصل از بارندگي به خاك منتقل مي شوند ممكن است براي مدتي طولاني در خاك باقي بمانند و هيچگونه تغييري در آنها به وجود نياييد . پايداري حشره كش ها در خاك تابع كيفيت شخم بوده و با آن تغيير مي كند.
تصور مي رود كه ذرات سموم موجود در هوا در سطح ذرات گرد و غبار موجود در هوا متمركز شده و پس از بارندگي به صورت قطرات حاوي حشركش به خاك واريز شوند.انتقال ذرات حشره كش از طريق باران به زمين از اهميت بيشتري برخودار است و مقدار سمي كه از اين طريق به خاك مي رسد قابل توجه است . بالاترين رقم ميزان DDT كه از طريق بارندگي در بريتانياي كبير به خاك مي رسد ppm 210 و در آمريكا نيز رقمي معادل آن گزارش شده است.
در بين حشره كش هاي آلي كلره به نظر مي رسد BHC (بنزن هگزا كلريد) بيشترين تاثير را بر روي جانداران ريز خاك دارد.BHC در شمار حشره كش هاي كلره اي است كه بيشترين سميت را براي نبات ايجاد مي كند و اغلب مقدار متوسطي از پس مانده آن در خاك باعث توقف رشد آن مي گردد و مهمتر از همه طعم بخش خوراكي نبات را نا مطلوب مي سازد
راههاي خروج پس مانده آفت كش ها از خاك ، 1 ) فرار از خاك (بخار شدن) 2 ) آبشوي و آبدويدگي 3 ) توسط تجزيه ميكروبي صورت مي گيرد . جهت كاهش پس مانده آفت كش ها در خاك ميتوان از روش هاي كاربرد ، اعمال قانون ( برقراري قوانين خاصي بازار آفت كش ها را تحت كنترل در آوردن)، شخم، آبياري غرقابي ، اضافه كردن مواد شيميايي ، افزايش فعاليت ميكروبي ، گزينش مواد شيميايي جديد ، استفاده نمود.
The Role of Inorganic Fertilizer In Soil Pollution:
نقش كودهاي معدني در آلودگي خاك :
آلودگي خاك ناشي از به كار گيري كودها از طريق تغيير در خصوصيات فيزيكي ، شيميايي و بالاخره بيولو»يكي خاك به وجود مي آيد.كودهاي معدني از سه طريق خصوصيات شيميايي خاك را تحت تاثير قرار داده و آلودگي آن را باعث مي شوند:
الف ) تغيير غلظت املاح : در خاك عناصر غذايي به صورت املاح محلول در دسترس نبات قرار مي گيرند ، ولي در عين حال مقاديرزياد املاح محلول رشد و نمو نباتي را متاثر و دچار اختلال مي سازد و در اين شرايط خاك را شور مي نامند(آلودگي)
ب ) تغيير pH
ج ) ايجاد مسموميت و كاهش در عناصر جزء مي باشد .
جلوگيري و محدود كردن آلودگي ناشي از تركيبات غير آلي سمي به دو طريق الف - عدم يا كاهش كاربرد آنها در خاك ، ب - مديريت صحيح خاك و نبات در جهت ممانعت از گردش بيشتر آنها ، صورت مي گيرد.
Organic Wastes Resulting from Soil Pollution
آلودگي خاك ناشي از فضولات آلي
پتانسيل آلودگي فضولات آلي اعم از اينكه خانگي ، صنعتي يا روستايي باشند زياد بوده و مي تواند به عنوان يكي از عوامل موثر آلوده كننده منابع آب و خاك در شرايطي هوا به شمار آيند. فضولات حيواني در محل هاي تغذيه دام و واحدهاي پراكنده توليدات حيواني كه هزارها حيوان در اين محل ها نگهداري مي شوند متمركز گرديده است.
به كارگيري فضولات آلي در كشاورزي مي تواند ، الف : كمك به افزايش توليد نمايد ، ب : در دراز مدت موجب حاصلخيزي خاگ گردد، اما ضروري است كه كميت و كيفيت اجزاء متشكله آنها و نقشي كه در تغذيه نباتي دارند مورد بررسي و در صورت لزوم تحت كنترل قرار گيرند.مزاياي كه به كارگيري زمين به عنوان انبار فضولات آلي مي توان در نظر گرفت عبارت از : الف : ظرفيت پذيرش زياد خاك براي موادي كه به آن اضافه مي شوند، ب : تجزيه و تخريب بخشي از اين مواد به وسيله فعاليت هاي ميكربي خاك،: ج : انجام واكنش بين بخش معدني اين مواد و خاك و مستقل از فعاليت ميكروبي و در نتيجه خروج آنها از چرخه بيولوژيكي است.
معايب به كارگيري زمين به عنوان به عنوان انبار فضولات آلي عبارت از ، الف آلودگي خاك ناشي از فلزات سنگين و ديگر عناصر سمي محتواي آنها، ب: آلودگي آب هاي سطحي و زيرزميني ناشي از آبدويدگي سطحي و آبشوي فضولات به ويژه از نوع دارنده نيترات در مناطق مرطوب و نيمه مرطوب ، ج : آلودگي هوا ناشي از پراكندگي ذرات فضولات آلي در شرايط خشك ، د: اشاعه بيماري هاي مختلف به وسيله موجودات زنده ميكربي فضولات آلي ،است.
Disease – Causing Agents in Soil
عوامل بيماري زا در خاك
مسافتي كه باكتري هاي بيماري زا در داخل زمين از ميان خلل و فرج و ژوكي طبقات زمين مي پيمايند و سپس متوقف مي شوند حائز اهميت است.چنانچه آنها در نطقه اي كه ته نشين شده اند متوقف شوند خطر آلودن آبهاي زيرزميني كاهش مي يابد.در صورتي كه مسافت طولاني را همراه آب در خلل و فرج خاك طي كنند خطر آلودن آبهاي زير زميني پيش بيني مي شود.در چاههاي فاضلاب در اثر تجزيه شدن مواد مختلف توسط باكتري هاي جوانتر و ذرات جامد ريزتر به طور مداوم توليد مي شوند. اين باكتري ها و ذرات جامد ريز همراه آب به لايه هاي پايين تر زمين (خاك) نفوذ كرده و بين لايه ها و دانه هاي خاك و شن زمين و پس از طي مسافتي محبوس مي گردند. مواد شيميايي مانند آمونياك ، نيترات ، نيتريت كه با فاضلاب همراه و به صورت محلول است، همراه آب از لايه هاي زمين به آساني گذشته و به سفره آبهاي زير زميني مرسند.
Effects of Detergents in Soil
اثرات شوينده ها در خاك
شوينده ها نفوذپذيري خاك را تغيير مي دهند.وجود شوينده ها در فاضلاب سبب افزايش سرعت نفوذپذيري فاضلاب از صافي ها كه سرعت نفوذپذيري آنها بيش از 0001/0 متر بر ثانيه (01/0 سانتيمتر بر ثانيه) بوده،شده است.
مقدار حركت شوينده در خاك متغيير بوده و به جنس و ماهيت زمين بستگي دارد.به اين ترتيب هنگامي كه قابليت نفوذ خاك تغيير كند در كنار وجود شوينده (پاك كننده) افزايش يابد اين امكان كه نفوذ ساير آلوده كننده ها به طبقات و لايه هاي پايين تر زمين حتي تا سطح آبهاي زيرزميني وجود دارد.در عما ثابت شده كه در آب چاه هاي تهران حتي در اعماق 150 متري شوينده ، نيترات ، نيتريت ، و كليفرم تاييد شده است.
وجود شوينده هاي در خاك نفوذپذيري خاك را افزايش داده و ميكروارگانيسم ها و حتي ملكول هايي كه به طور معمول نمي توانند از صافي هاي خاك عبور كنند در حضور شوينده ها قادر خواهند بود از خلل و فرج لايه هاي متوالي و مختلف خاك عبور نمايندو موجب آلودگي ميكربي آبهايي شوند كه درفاصله زياد نسبت به سطح زمين قرار دارند.
منبع:
- آلودگی محیط زیست هوا - آب - خاک - صوت , دکتر مینو دبیری - تهران : نشر اتحاد
