اثر بيست‏وسه سال آبياري سطحي با پساب شهري بر انباشت بعضي فلزات سنگين در خاك، انتقال به دانه‏هاي گندم و ذرت و خطرات بهداشتي مرتبط

The Effect of Twenty-Three Years of Surface Irrigation with Treated Municipality Wastewater on Soil Loadings, Transfer to Wheat and Corn Grains, and Related Health Risks of Some Heavy Metals

به رغم جنبه هاي مفيد پساب شهري به عنوان منبع غني از عناصر غذايي و ماده آلي، ورود فلزات سنگين در نتيجه ي كاربرد درازمدت آن در خاك‌هاي زراعي مشكل ساز خواهد بود. هدف از تحقيق حاضر 1- تعيين غلظت كل فلزات سنگين روي، مس، كادميوم، سرب،كروم و نيكل در خاك و دانه هاي گندم و ذرت و 2- محاسبه‏ي شاخص هاي انباشت آلودگي،انتقال گياهي و شاخص خطر بهداشتي اين عناصر پس از كاربرد درازمدت پساب شهري در منطقه ي طاقانك است. به همين منظور، دو مزرعه با خاك ظاهراً مشابه ولي با تاريخچه هاي متفاوت آبياري انتخاب شدند: مزرعه ي اول فقط با آب چاه و مزرعه ي ديگر طي 23 سال اخير فقط با پساب شهري شهركرد آبياري سطحي شده بودند. آبياري با پساب در مزرعه ي دوم منجر به افزايش غلظت روي، مس، كروم و نيكل و افزايش شاخص انباشت آن‏ها از 1 به ترتيب به 2/1، 3/1، 6/1 و 6/1 و كاهش غلظت و شاخص انباشت كادميوم و سرب به ترتيب به 4/0 و 8/0 گرديد. بزرگترين شاخص انتقال به دانه‏هاي گندم و ذرت مربوط به كادميوم (14/6 و 88/4) و سرب (85/4 و 96/4)، و كمترين مربوط به كروم (22/0 و 30/0) و البته نيكل (صفر) بود. غلظت كادميوم، كروم وسرب در دانه ي گندم و ذرت فراتر از حد مجاز اتحاديه اروپا بود. شاخص خطر سرب براي كودكان و بزرگسالان در گندم و ذرت و شاخص خطر كادميوم براي كودكان در ذرت بزرگ تر از 1 بود كه به مفهوم خطر جدي و فزاينده مصرف گندم و ذرت توليد شده در اين ناحيه است.

Despite beneficial effects of wastewater as a nutrient and organic carbon source, its long-term application for irrigation may lead to soil and food pollution. The aims of this study were (1) to determine the total concentration of six heavy metals: zinc, copper, cadmium, lead, chromium, and nickel in the soil and the wheat and corn grains grown in the Taqanak region, Shahrekord; and (2) to calculate the associated pollution loading index (PLI), plant concentration factor (PCF) and health risk index (HRI) after long-term surface irrigation with treated municipality wastewater. For this, two neighboring fields of seemingly similar soil and site characteristics but contrasting irrigation water were selected. The first field had always been irrigated with well water and the second field had been irrigated only with treated wastewater for the past 23 years. In the second field, wastewater application has increased the zinc, chromium, copper and nickel soil concentrations, and therefore has moderately increased their PLIs from 1 to 1.2, 1.6, 1.3 and 1.6, respectively, while decreasing the concentrations and the PLIs of cadmium and lead from 1 to respectively 0.4 and 0.8. For both wheat and corn grains, cadmium and lead had the highest PCFs while chromium and nickel had the lowest PCFs. Concentrations of cadmium, chromium and lead in both crop grains exceeded the EU 2001 standards. The lead HRI for children and adults in wheat or corn and that of cadmium for children in corn exceeded unity, rendering both locally-produced crops unfit for human consumption.