Investigation of heavy metals and petroleum hydrocarbons pollution source in agricultural lands in the south of Tehran

Abstract

سابقه و هدف: به ­دلیل توسعه و رشد جمعیت انسان، نیاز انسان به منابع ضروری افزایش یافته است. فعالیت‌های مربوط به صنایع و همچنین فعالیت‌های کشاورزی به­ طور گسترده‌ای زمین‌های کشاورزی را آلوده کرده است. ترکیبات نفتی و فلزات سنگین هر دو از آلاینده‌های رایج موجود در خاک‌هایی هستند که با فاضلاب تصفیه نشده آبیاری شده‌اند و سلامت محیط زیست را با خطر مواجه می‌کنند. آلودگی خاک زمین‌های کشاورزی می‌تواند سبب کاهش امکان زراعت، و در نهایت کاهش تولید غذا برای انسان شود. زمین‌های کشاورزی در جنوب شهر تهران تقریبا به مدت 30 سال است که به وسیله فاضلاب تصفیه نشده برای تولید سبزیجات، غلات و حبوبات آبیاری می‌شوند.مواد و روش‌ها: در این مطالعه غلظت فلزات سنگین و ترکیبات نفتی در 83 نقطه نمونه ­برداری در دو عمق (صفر تا 30 سانتی‌متری و 30 تا 60 سانتی‌متری) اندازه گیری شد. منطقه مورد مطالعه به دو ناحیه، ناحیه شماره 1 و ناحیه شماره 2، تقسیم شد که 44 نقطه نمونه­ برداری در ناحیه شماره 2 و 39 نقطه نمونه ­برداری در ناحیه شماره یک قرار گرفت. هیدروکربن‌های نفتی و فلزات سنگین (آرسنیک، کادمیم، کبالت، کروم، مس، نیکل، سرب، وانادیم و روی) در لایه سطحی و عمقی اندازه­ گیری شدند. ترکیبات نفتی با روش استاندارد MOOPAM و فلزات سنگین نیز به روش ICP-AES مورد آنالیز قرار گرفتند. برای تهیه نقشه‌های پراکنش آلاینده‌ها از نرم افزار ArcGIS و برای آزمون‌های آماری از نرم افزار R استفاده شد.نتایج و بحث: نتایج نشان داد که خاک زمین­ های کشاورزی در منطقه به شدت آلوده شده به ­طوری­که غلظت کروم، سرب، کبالت و نیکل در خاک از میزان استاندارد تعیین شده تجاوز کرده است. محدوده تغییرات فلزات سنگین از 22/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم برای کادمیم و 620 میلی‌گرم بر کیلوگرم برای سرب متغیر بود. غلظت ترکیبات نفتی در زمین‌های آبیاری شده با فاضلاب خام، در سطح و عمق، بیشتر از غلظت آن در زمین‌های آبیاری شده با آب چاه بود. غلظت قابل توجهی از فلزات آرسنیک، کروم، مس، سرب و روی در زمین‌های آبیاری شده با آب چاه مشاهده شد. غلظت کروم و سرب به ترتیب تقریبا 89 برابر و 8 برابر بیشتر از حد استاندارد تعیین شده برای زمین‌های کشاورزی ایران بود. نقشه‌های پراکندگی ترکیبات نفتی نشان داد که قسمت جنوبی منطقه به شدت آلودگی بیشتری دارد. همچنین نقشه‌های پراکندگی فلزات سنگین مشخص کرد که کل منطقه آلودگی زیادی دارد. داده‌های مربوط به مواد آلی خاک نیز نشان دهنده غلظت بالاتر مواد آلی در سطح خاک، در مقایسه با لایه عمقی، است.نتیجه‌گیری: در کل غلظت ترکیبات نفتی و فلزات سنگین نشان داد که قسمت‌های جنوبی منطقه مورد مطالعه بیشتر تحت تاثیر آبیاری با فاضلاب تصفیه نشده، کودهای شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی و آبیاری با آب چاه بوده است. این مطالعه نشان داد که منابع مختلف انسانی، به­ خصوص آبیاری با فاضلاب تصفیه نشده و به­ کار­گیری کودهای شیمیایی، سبب آلودگی در زمین‌های کشاورزی منطقه شده است. بنابراین به ­کار­گیری برنامه مدیریتی صحیح برای کنترل و کاهش این آلاینده‌های خطرناک در زمین‌های کشاورزی ضروری است.