شكل‌هاي مختلف سرب، نيكل و كادميم در يك خاك آهكي تيمار شده با لجن فاضلاب

Forms of Pb, Ni and Cd in a Sewage Sludge - treated Calcareous Soil

كاربرد لجن فاضلاب در كشاورزي اخيراً‌ به عنوان منبعي جهت تأمين نياز غذايي محصولات زراعي مورد توجه قرار گرفته است،‌ از طرف ديگر وجود عناصر سمي مثل سرب، نيكل و كادميم در اين كود مديريت صحيح اراضي تيمار شده را ضروري مي‌نمايد. عصاره‌گيري دنباله‌اي عناصر سنگين مي‌تواند به پي بردن قابليت جذب زيستي عناصر مذكور توسط گياه كمك كند. هدف از اين تحقيق بررسي آثار تجمعي و باقي‌مانده لجن فاضلاب بر شكل‌هاي شيميايي و فاكتور تحرك سرب، نيكل و كادميم در خاك است. در اين مطالعه كه به صورت طرح كرت خرد شده با سه تكرار صورت گرفت سطوح مختلف كودي لجن فاضلاب شامل 0، 25، 50 و 100 مگا گرم بر هكتار به عنوان كرت‌هاي اصلي و سال‌هاي متوالي كوددهي شامل 1، 2 و 3 سال كوددهي به عنوان كرت فرعي در نظر گرفته شد. در سال سوم از عمق 25-0 سانتي متري تمام كرت‌ها نمونه برداري انجام شد. در نمونه‌هاي خاك شكل‌هاي مختلف عناصر سرب، نيكل و كادميم اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد با افزايش مقدار و دفعات كودهي با لجن فاضلاب غلظت عناصر كادميم و نيكل در فرم محلول (SOL) افزايش و در مورد سرب كاهش يافت. فرم تبادلي (EXC)، كربناتي (CAR) و آلي (ORG) هر سه عنصر افزايش يافت. فرم حبس شده (OCC) سرب و نيكل كاهش و كادميم افزايش يافت. فرم باقي‌مانده (RES) سرب افزايش و نيكل و كادميم كاهش يافت. قابليت جذب اين عناصر افزايش يافت. توزيع نسبي فرم‌هاي مختلف عناصر سه گانه مذكور به صورت زير بود: سرب:‌ OCC>RES>ORG>CAR>EXC>SOL، نيكل: RES>ORG>OCC>CAR>EXC>SOL و كادميم: OCC>CAR>RES>ORG>EXC>SOL فاكتور تحرك عناصر مذكور به ترتيب زير بود: Cd>>Pb>>Ni ترتيب اين عناصر در فرم‌هاي مختلف به صورت زير بود: محلول:Ni>>Pb>>Cd ، تبادلي،‌ كربناتي و حبس شده (Occluded) Pb>Ni>Cd ، آلي و باقي‌مانده : Ni>Pb>Cd با توجه به افزايش قابليت جذب اين عناصر، كوددهي مداوم لجن فاضلاب حتي در چنين خاك‌هاي آهكي نيز باعث افزايش مقادير قابل جذب اين عناصر گرديده است. شكل آلي هر سه عنصر مورد مطالعه با مقادير قابل جذب آنها بستگي نشان داد.

Application of sewage sludge on the farmland as a source of crop nutrient had recently received considerable attention. Some management practices may be required to control the accumulation of toxic elements including Pb, Ni and Cd. Sequential extraction gives useful information on plant bioavailability of the elements. The objective of this study was to investigate the cumulative and residual effects of sewage sludge application on the chemical forms and mobility factor of Pb, Ni and Cd. Zero, 25, 50 and 100 Mg ha-1 of sewage sludge were applied for 1, 2 and 3 consecutive years in a split plot design, with three replications. Soil samples were taken from 0-20 cm at the end of the third year of application. Different chemical forms of Pb, Ni and Cd were measured. Results revealed that the soluble form (SOL) of Ni and Cd increased whereas Pb soluble form decreased with increasing levels and years of application. Exchangeable (EXC), carbonate (CAR) and organic (ORG) forms of the three elements increased as levels and years of application increased. Occluded (OCC) form decreased for Pb, Ni and increased for Cd. Residual form (RES) of Pb increased while that of Ni and Cd decreased. A gereral increase was observed for available (DTPA-extractable) concentration of Pb, Ni and Cd. Relative distributions of different chemical forms were in the following order: Pb: OCC > RES> ORG> CAR> EXC> SOL, Ni: RES> ORG> OCC> CAR>EXC> SOL and Cd: OCC> CAR> RES> ORG> EXC> SOL. The comparison of different forms of the metals showed the following orders: soluble Ni>Pb>Cd, exchangeable, carbonate and occluded Pb>Ni> Cd, organic and residual Ni> Pb>cd. Increasing the available (DTPA-extractable) concentration of the elements in such a calcareous soil showed that consecutive application of sewage sludge may increase the available (DTPA-extractable) concentration beyond critical levels. A significant corretation was observed between organic form and available (DTPA-extractable) concentration of the elements.