شماره ركورد :
1266578
عنوان مقاله :
ارزيابي آلودگي و منشأ برخي عناصر سنگين در خاك‌هاي كشاورزي جنوب سبزوار، شمال شرق ايران
عنوان به زبان ديگر :
Pollution Assessment and Source of Selected Heavy Metals in Agricultural Soils, Southern Sabzevar, Northeastern Iran
پديد آورندگان :
قاسم زاده، آرزو دانشگاه فردوسي - گروه مهندسي علوم خاك، مشهد، ايران , كريمي، عليرضا دانشگاه فردوسي - گروه علوم خاك، مشهد، ايران , ضياوي، عاطفه دانشگاه فردوسي - گروه علوم خاك، مشهد، ايران , فتوت، امير دانشگاه فردوسي - گروه علوم خاك، مشهد، ايران
تعداد صفحه :
26
از صفحه :
1
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
26
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
آلودگي خاك , تجزيه و تحليل چند متغيره , خاك‌هاي كشاورزي , شاخص خطرات اكولوژيك , سنگ هاي آذرين فوق بازي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: فلزات سنگين به‌طور طبيعي از فرايندهاي خاك‌سازي در طي هواديدگي مواد مادري، يا از طريق فعاليت‌هاي انساني وارد محيط خاك ‌مي‌شوند. تعيين منبع آلودگي فلزات سنگين در خاك كشاورزي براي مديريت بهتر آن‌ها ضروري است. هدف اين مطالعه بررسي وضعيت آلودگي خاك به عناصر سنگين انتخابي و تعيين منشأ آنها در بخشي از اراضي كشاورزي جنوب سبزوار بود. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در امتداد كمربند افيوليتي در جنوب شهرستان سبزوار، شمال شرقي ايران واقع شده است. نمونه خاك‌هاي سطحي از عمق صفر تا 20 سانتي متر از اراضي زير كشت تا فاصله 2 كيلومتري از جاده اصلي جمع آوري شد. همچنين سه خاكرخ در فواصل 1 كيلومتري مطالعه شد و تعداد 5 نمونه از اعماق صفر تا 20، 40-20، 60-40، 80-60، 100-80 سانتي‌متري هر خاكرخ برداشت شد. غلظت كل عناصر آلومينيوم، آهن، منگنز، نيكل، كروم، روي، مس، سرب و كادميم توسط دستگاه ICP-OES اندازه گيري شد. شاخص‌هاي آلودگي براي فلزات سنگين آهن، منگنز، نيكل، كروم، روي، مس، سرب و كادميم محاسبه شد. تكنيك-هاي آماري چند متغيره براي ارزيابي منشأ عناصر سنگين استفاده شد. يافته‌ها: ميانگين غلظت نيكل، كروم، منگنز، مس و روي در خاك سطحي به ترتيب 306/2، 217/5، 781/4، 268/3 و 302/2 ميلي‌گرم در كيلوگرم در مقادير بالاتر از استانداردهاي خاك كشاورزي اتحاديه اروپا(EU) ، سازمان بهداشت جهاني (WHO) و استاندارد حفاظت محيط زيست آمريكا (USEPA) بود. كادميوم با ميانگين غلظت 2/7 ميلي‌گرم در كيلوگرم بالاتر از استانداردهاي WHO وUSEPA و سرب نيز با ميانگين 18/8 ميلي‌گرم در كيلوگرم بالاتر از استاندارد USEPA بود. براساس ضرايب همبستگي پيرسون‌، نيكل همبستگي مثبت و معني‌داري با كروم (P<0.01)نشان داد. همبستگي مثبت(P<0.05) بين سرب و كادميم و همچنين همبستگي مثبت و معني‌دار(P<0.01) مس و روي مي‌تواند نشان‌دهنده منبع مشترك اين عناصر ‌باشد. بر اساس تجزيه و تحليل مؤلفه اصلي‌(PCA) ، سه مولفه، 76.97% درصد از كل واريانس را به خود اختصاص دادند .با توجه به شاخص‌‌هاي آلودگي (فاكتور غني-شدگي و شاخص زمين‌انباشتگي)، كادميم، مس و نيكل در محدوده آلودگي شديد هستند. شاخص خطرات اكولوژيك بالقوه نيز نشان داد كه كادميم و مس مهم‌ترين آلاينده‌هاي مسئول مخاطرات اكولوژيك مي‌باشند. نتيجه‌گيري: نتايج همبستگي و تحليل‌هاي آماري چند متغيره، طبقه‌بندي عناصر سنگين مورد بررسي را در سه گروه،Cr) Mn, وNi)، Zn) و (Cu و (Pb و Cd) نشان داد كه مي‌تواند دليلي بر منشأ يكسان آن‌ها باشد. مقادير بالاي كادميم و نيكل در خاك، براساس شاخص غني‌شدگي، زمين‌انباشت و خطرات اكولوژيك، به ترتيب به كاربردهاي طولاني مدت و گسترده كودهاي شيميايي، انتشارات ترافيكي و مواد مادري افيوليتي نسبت داده شد؛ در حالي كه مقدار بالاي اين شاخص‌ها براي مس به منشأ دو گانه انسان‌زاد و زمين‌زاد ارتباط داده شد. در صورت عدم رعايت ملاحظات زيست‌محيطي، مانند نبود اعمال مديريت صحيح در منطقه، در دراز مدت صدمات جبران‌ناپذيري به چرخه محيط زيست وارد خواهد شد. لذا، ضروري به نظر مي‌رسد كه تصميماتي در راستاي كاهش اين آلودگي‌ها و نيز در صورت امكان حذف آن‌ها اتخاذ گردد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Heavy metals enter naturally in the soil environment from the pedogenic processes during weathering of parent materials or through a variety of human activities. Determining the source of heavy metal in agricultural soil is necessary to management the soil pollution. This study aimed to investigate soil pollution by selected heavy metals and determine their sources in agricultural soils in Southern Sabzevar. Material and Method: The study area is located in the piedmont of ophiolotic belt in the South of Sabzevar city, Northeastern Iran. Surface soil samples from 0 to 20 cm depth of cultivated lands were regularly collected up to 2 km from the main road. Also, three profiles were studied at a distance of 1 km intervals. Five samples were taken from the depths of 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 cm. The total concentrations of Al, Fe, Mn, Ni, Cr, Zn, Cu, Pb, and Cd were measured by Inductively Coupled Plasma (ICP-OES). In this study, Pollution indices were calculated for the studied heavy metals. Multivariate statistical techniques were also applied to assess the sources of the heavy metals using SPSS software V 24. Result: Mean concentrations of Ni, Cr, Mn, Cu, and Zn were 306.2, 217.5, 781.4, 268.3, and 302.2 mg kg-1 was found to be higher than EU, WHO, and USEPA standards. Cadmium with an average concentration of 2.7 mg kg-1 was higher than WHO and USEPA standards and Pb with an average concentration of 18.8 mg kg-1 was higher than USEPA standards. Based on Pearson correlation coefficients, statistically-significant positive correlations (P < 0.01) were found between Ni and Cr, Cu and Zn (P < 0.01), and also between Pb and Cd (P < 0.05). In addition, based on principal component analysis (PCA), three components accounting for 76.97% of the total variance explained. The first component contained Fe, Mn, Cr, and Ni, the second and third components included Pb, Cd and Cu, Zn, respectively. According to the pollution indices (enrichment factor and geoacumulation index), Cd, Cu, and Ni are important pollutants, with the highest EF and Igeo index among the analyzed elements. Potential ecological risk factor (Er) also showed that Cd, Cu, and Ni are important pollutants responsible for ecological threats. Conclusion: According to the results of correlation and multivariate statistical analyses the heavy metals were classified in three groups of (Mn, Cr, Ni), (Cu, Zn) and (Pb, Cd), which indicates their similar sources. Elevated amounts of Cd and Ni in the soil, based on EF, Igeo, and Er, were attributed to the long-term and extended applications of the chemical fertilizers and traffic emission for Cd and ophiolitic parent material for Ni. In comparison, the elevated amount of indexes for Cu were associated with both anthropogenic and geogenic sources. Hence, control of elements from geogenic and anthropogenic sources into the soil seems necessary. In case of non-observing environmental considerations such as excreting proper management in the region, The environmental cycle will face irreparable damage in the long-term; therefore, it seems necessary to make decisions to reduce these pollutants and, if possible to eliminate them.
سال انتشار :
1400
عنوان نشريه :
مديريت خاك و توليد پايدار
فايل PDF :
8581152
لينک به اين مدرک :
بازگشت