تغييرپذيري مكاني غلظت كادميم در خاك و بذر گندم زارهاي استان خوزستان

Cadmium spatial variability of soil and grain wheat farms of Khuzestan province

عناصر سنگين به ويژه كادميم، از راه خاك و گياه وارد زنجيره غذايي انسان مي شوند. شناخت مكان ها و محصولات آلوده به اين عنصر، نقش مهمي در كاهش گسترش گزند ناشي از اين آلاينده دارد. با توجه به نقش گندم در زنجيره غذايي انسان، هدف از اين پژوهش تعيين توزيع مكاني غلظت كادميم در خاك مزارع و بذر گندم بود. بدين منظور، در دوره رسيدگي گندم، تعداد 255 مزرعه در كل استان خوزستان (با مساحت حدود 355 هزار هكتار) برداشت شد. نمونه برداري از گندم زارها در شهرستان هاي مختلف به صورت وزني انجام شد. بدين صورت كه تعداد نمونه ها در هر شهرستان با توجه به سطح زير كشت و نيز الگوي پراكنش مزارع گندم انتخاب شد. سپس، نمونه برداري مركب از عمق صفر تا 20 سانتي متري خاك و سنبله گياه صورت گرفت. غلظت كل و قابل عصاره گيري كادميم با DTPA در خاك و نيز غلظت كادميم بذر اندازه گيري شد. توزيع مكاني غلظت كادميم در خاك و بذر گندم نيز با استفاده از روش زمين آماري كريجينگ نرمال تعيين شد. نتايج نشان داد كه غلظت كادميم كل خاك در 95 درصد از نمونه ها بيشتر از 8/0 ميلي گرم در كيلوگرم و غلظت كادميم قابل جذب خاك در 25 درصد از نمونه ها بيشتر از 1/0 ميلي گرم در كيلوگرم بود. غلظت كادميم موجود در بذر گندم در 95 درصد از نمونه ها نيز بيش از 2/0 ميلي گرم در كيلوگرم بذر به دست آمد. مطالعه نيم تغيير نماهاي حاصل نشان داد كه مدل كروي بهترين برازش را بر مقادير كادميم خاك و بذر دارد. توزيع مكاني كادميم كل خاك با استفاده از روش كريجينگ نرمال نشان داد كه مناطق جنوبي و غربي استان، داراي غلظت زيادي از كادميم هستند. توزيع مكاني كادميم قابل جذب نيز در مناطق شرقي و جنوبي استان غلظت هاي بيشتري داشت. پراكنش مكاني كادميم موجود در بذر گندم، زياد بودن غلظت اين عنصر را در مناطق شرقي، غربي و برخي از مناطق جنوبي نشان داد.

Heavy metals particularly cadmium (Cd) enter in food chain through soil and plants. Therefore, determining spatial variability of Cd concentration in soil and crops is important to manage adverse effects of Cd on environment. This research was conducted to assess the spatial variability of soil and wheat grain Cd in large farms. A number of 255 farms in Khuzestan province (355000 ha) at wheat maturity stage were sampled, using an irregular weighting sampling scheme. In each region, the density of samples was chosen according to the area and spatial distribution of the wheat farms. Pair compound soil (0-20 cm) and grain samples were taken from each wheat farm. The Cd concentrations in soil (total and DTPA-extractable) and grain samples were then measured. Also, the spatial variability of soil and grain Cd were obtained by normal Kriging method. The results indicated that the total Cd concentrations in 95 percent of samples exceed 0.8 mg kg-1. However, the DTPA-Cd concentrations in 25 percent of soil samples were more than 0.1 mg kg-1. In addition, grain Cd concentrations in 95 percent of the samples were exceeded the threshold of 0.2 mg kg-1 grain. The semivariograms of soil (total and DTPA-extractable) and grain Cd were well fitted with a spherical model. The spatial distribution of total Cd using normal Kriging, revealed two most contaminated zones, one at south and the other at west. Also, for DTPA-Cd, the east and south were the most contaminated regions in the study area. The spatial distribution of grain Cd indicated high Cd concentrations at the east, west and some parts of south area.