ارزيابي خطرات سلامتي فلزات سنگين حاصل از آبياري خاك‌هاي كشاورزي با فاضلاب شهري در جنوب سبزوار

Assessment of potential health risks of heavy metals due to sewage irrigation of agricultural soils in the south of Sabzevar

اهداف: آبياري خاك‌هاي كشاورزي با پساب‌هاي حاصل از ضايعات شهري موجب آلودگي خاك و ايجاد خطرات محيط‌زيستي مي‌شود. فلزات سنگين يكي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي آب‌هاي زائد است كه موجب بروز بيماري‌هاي گوناگون مي‌شود. مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسي اثر فاضلاب شهري بر تركيب خاك‌هاي منطقة جنوب سبزوار، از خاك‌هاي سطحي آلوده و غيرآلوده، همچنين سبزي جعفري كشت‌شده روي اين خاك‌ها نمونه‌برداري هدف‌مند انجام گرفت. ميزان فلزات سنگين و عناصر كمياب نمونه‌هاي كل خاك با روش طيف‌سنج جرمي پلاسماي زوج القايي (ICP-MS) تعيين شد. براي اندازه‌گيري ميزان دسترسي زيستي فلزات سنگين از روش DTPA استفاده شد. غلظت فلزات سنگين در محلول استخراج‌شده به روش DTPA و ميزان اين عناصر در سبزيجات به روش FAAS تعيين شد. يافته‌ها: در خاك‌هاي غيرآلودة سبزوار عناصر نيكل و كروم به مقدار بيش‌ازحد استاندارد ديده شد كه حاصل هوازدگي سنگ‌هاي مادر غني از اين عناصر است. در خاك‌هاي آلوده علاوه‌بر اين دو عنصر، نقره (Ag)، كادميم (Cd)، كبالت (Co) و روي (Zn) نيز در تركيب كلي خاك پتانسيل خطر محيط‌زيستي را نشان داد. آناليز DTPA مشخص ساخت كه ميزان دسترسي زيستي فلزات سنگين در خاك‌هاي غيرآلوده پايين است، اما در خاك‌هاي آلوده استخراج‌پذيري اين عناصر بسيار است. تمركز فلزات سنگين در سبزيجات كشت‌شده روي خاك‌هاي آلوده نيز چندين برابر خاك‌هاي غيرآلوده افزايش‌ داشت و ميزان كروم در ‌دسترس به بالاتر از استانداردهاي تعيين‌شده رسيد. نتيجه‌گيري:داده‌هاي حاصل از اين تحقيق نشان داد كه آبياري خاك‌هاي منطقة جنوب سبزوار با فاضلاب شهري طي سال‌هاي طولاني موجب تمركز بسياري از فلزات سنگين و عناصر داراي پتانسيل خطر محيط‌زيستي در اين خاك‌ها شده است. ضريب HRI محاسبه‌شده براي نيكل موجود درسبزيجات كشت‌شده بر اين خاك‌ها بالاست (>1) وخطرات سلامتي براي مصرف‌كنندگان به‌همراه دارد.

Background: Agricultural soils irrigation by urban sewage is a key factor to increase soil pollution and environmental risks. Heavy metals are one of the most important sewage pollutants which may produce different diseases. Methods: The specified locations were selected for surface soil sampling to investigate the effect of sewage irrigation on the soil and vegetation (parsley) composition in the south of Sabzevar area. The heavy metals concentration and trace elements composition of whole samples were determined by ICP-MS. The heavy metals bioavailability was measures by DTPA method. The heavy metals concentration in DTPA extracted solution and parsley samples were defined by FAAS method. Results: Ni and Cr concentrations in the non-polluted soils are more than standard limits. These high concentrations have been generated by enriched parental materials. In addition to Ni and Cr, polluted soils have potential environmental risk because of high concentration of Ag, Cd, Co and Zn. The DTPA results showed that non-polluted soils, unlike polluted soils, have low bioavailability. The vegetables cultivated on the polluted soils have several times higher heavy metal concentrations than non-polluted samples. These vegetations show higher Cr bioavailable value than FAO/WHO standard. Conclusion: Heavy metal concentration has been increased by long time sewage irrigation in the southern Sabzevar soils. These heavy metals are environmentally harmful. Nickel content of vegetables cultivated on polluted soils have high HRI (>1) index which indicates high health risk for consumers.