بررسی توزیع عناصر بالقوه سمی و اهمیت زیست محیطی آنها در خاک های گلخانه ای شهرستان جیرفت، استان کرمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار؛ گروه زمین شناسی؛ دانشکده علوم؛ دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ زمین شناسی زیست محیطی؛ دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

چکیده

انباشت عناصر بالقوه سمی در خاکهای کشاورزی با کشت های گلخانه ای یکی از نگرانی های زیست محیطی جدی است. هدف از انجام این پژوهش ارزیابی زیست محیطی عناصر بالقوه سمی ( Ag، As، Bi، Cd، Co، Cr، Cu، Fe، Mn، Mo، Ni، Sb، Sn، Se، Pb، V و Zn) در خاک های با کشت گلخانه ای منطقه باقرآباد جیرفت، استان کرمان می باشد. پس از مطالعات اولیه و بازدید های میدانی، تعداد 20 نمونه از خاک گلخانه ها به روش مرکب نمونه برداری شدند. بعد از آماده-سازی نمونه ها، اندازه گیری عناصر در آزمایشگاه لب وست کشور استرالیا به روش ICP-MS انجام شد. نتایج بدست آمده از طریق شاخص های زیست محیطی و با در نظر گرفتن مقادیر زمینه طبیعی عناصر و میانه غلظت این عناصر در خاک های دنیا ارزیابی شدند. نتایج نشان می دهد که عناصر Zn، Cd، Mo، As و در مواردی Sb نسبت نه نمونه های زمینه طبیعی منطقه در برخی از نمونه های خاک دارای غنی شدگی متوسط می باشند. پتانسیل زیست دسترس پذیری عناصر مورد نظر با استفاده از محلول 005/0 مولار DTPA تعیین گردید. در بین عناصر بررسی شده Cd و Zn درصد فاز متحرک بالایی، متناسب با کدهای ارزیابی خطر متوسط تا زیاد را نشان دادند. تجزیه منابع آب مورد استفاده در گلخانه های مورد نظر، تنها غنی شدگی ضعیفی از عنصر آنتیموان (متوسط غلظت µg/L 3/39) را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on the distribution of potentially toxic elements and their environmental significance in the greenhouse cultivated soils of Jiroft Township, Kerman province

نویسندگان [English]

  • Mehdi Khorasanipour 1
  • Afsaneh Barvar 2
1 Department of Geology, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran
2 M.Sc. student in Environmental geology, Department of Geology, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran
چکیده [English]

Accumulation of potentially toxic elements in agriculture soil is one of the main serious environmental concerns in the greenhouse cultivation. The environmental investigation of potentially toxic elements (V, Ag, Se, Ni, Pb, As, Cr, Co, Cd, Cu, Fe, Mo, Mn, Sn, Sb, Bi and Zn) in the greenhouse cultivated soils of the Bagher-Abad area, Jiroft is the main objective of this study. After preliminary field investigations, 20 soil samples were collected by mean of composite method. Collected samples were analyzed using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method at the Labwest laboratory, Perth, Australia. The results were discussed using statistical methods and environmental indices with respect to the natural background and worldwide concentrations of target elements. The data showed that only Zn, Cd, Mo, As and in some cases Sb have medium enrichment in the investigated soils. For some of the selected soils the bioavailability or solubility of target elements was determined using 0.005M DTPA leaching solution. Among the investigated elements Cd and Zn showed the maximum bioavailable fraction corresponding to the medium to high risk assessment codes. Antimony is the only trace element that showed poor enrichment (39.3 µg/L) in the irrigation water used for the target greenhouse soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potentially toxic elements
  • Soil
  • greenhouse cultivation
  • DTPA single extraction method

کتابنگاری

اسلامیان، س.، سلطانی، س.، زارعی، ع. 1384- کاربرد روش‌های آماری در علوم زیست محیطی، انتشارات ارکان، 415 ص.

امینی،م. م.، افیونی، و. و خادمی، ح.، 1385- مدل‎سازی توازن جرمی عناصر کادمیم و سرب در زمین‎های زراعی منطقه اصفهان، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی10(4)، صص. 77 تا 89.

سازمان جهاد کشاورزی جنوب کرمان، 1393- گزارش عملکرد واحد زراعت شهرستان جیرفت.

 

References

Boisson, J., Ruttens, A., Mench, M. and Vangronsveld, J., 1999- Evaluation of hydroxyapatite as a metal immobilizing soil additive for the remediation of polluted soils. Part 1. Influence of hydroxyapatite on metal exchangeability in soil, plant growth and plant metal accumulation. Environmental pollution, 104: 225- 233.

Dean, J. R., 2007- Bioavailability, Bioaccessibility and Mobility of environmental contaminants. Gate, Chichester,West Sussex PO19 8SQ, England, 319 pp.

Forstner, U., Ahlf, W., Calmano, W., Kersten, M., 1990- Sediment criteria development Contribution from environmental geochemistry to water quality management. In Heling, D., Rothe , P., Forstner ,U.,Stoffer, P., (eds), Sediments and environmental geochemistry ;Selected aspects and case studies, pp;311- 338. Berlin Heidelberg; Springer.

Hakanson, L., 1980- An ecological risk index for aquatic pollution control; A  sedimentological approach water Res.,v. 14:975- 1001.

Kabata-Pendias A. and Pendias, H., 2001- Trace elements in soils and plants, 3rd ed., CRC Press, Boca Raton, FL.

Kabata-Pendias A. and Sadurski, W., 2004- Trace elements and compounds in soil. In: Merian, E., Anke, M., Ihnat, M., Stoepppler, M., (eds) Elements and their compounds in the environment, Wiley-VCH, Weinheim, 2nd ed., pp 79- 99.

Kabata-Pendias, A. and Mukherjee, A. B., 2007- Trace Elements from Soil to Human Springer-Verlag Berlin Heidelberg, p. 561.

Khorasanipour, M. and Jafari, Z., 2018- Environmental geochemistry of rare earth elements in Cu-porphyry mine tailings in the semiarid climate conditions of Sarcheshmeh mine in southeastern Iran. Chemical Geology 477, 58- 72.

Lindsay, W. L. and Norvell, W. A., 1978- Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil science society of America journal, 42(3), 421- 428.

Loska, K., Wiechula, D. and Korus, I., 2004- Metal contamination of farming soils affected by industry. Environmental International, 30:159- 165.

Margui, E., Salvadó, V., Queralt, I. and Hidalgo, M., 2004- Comparison of three-stage sequential extraction and toxicity characteristic leaching tests to evaluate metal mobility in mining wastes. Anal Chim Acta 524:151- 159.

Müller, M. and Anke, M., 1994- Distribution of cadmium in the food chain (soil-plant-human) of a cadmium exposed area and the health risks of the general population. Science of the Total Environment, 156: 151- 158.

Perin, G., Craboledda, L., Lucchese, M., Cirillo, R., Dotta, L., Zanetta, M. L. and Oro, A. A., 1985- Heavy metal speciation in the sediments of northern Adriatic Sea. A new approach for environmental toxicity determination. In: Lakkas TD (Ed.). Heavy Metals in the Environment, CEP Consultants, Edinburgh Vol. 2.

Ping, L. and Zhang, Y., 2011- Analysis of heavy metal sources for vegetable soils from Shandong Province, China. Agricultural Sciences in China, 10: 109- 119.

Rudnick, R. L. and Gao, S., 2003- Treatise on geochemistry, vol 3. Elsevier Ltd, Oxford, pp 1–64.

Sparks, D. L., 2003- Environmental Soil Chemistry. Second Edition, Academic Press An imprint of Elsevier Science 525 B Street, Suite 1900, San Diego, California 92101- 4495, USA, 367pp.

US. EPA., 2009- Maxiimum Contamination Level (MCL). Available on http://www.epa.gov/your-water/table-drinking-water-contamination.

WHO (World Health Organization), 2004- Guidelines ‌for drinking-water quality: 3rd Edit, vol.1., Recommendations. Available on http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/GDWQ2004web.pdf.

WHO (World Health Organization), 2011- Guidelines for Drinking-Water Quality. Fourth ed. (Available on http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/en/).

Zhang, H. Z., Wang, H., Li, Z. and Zhou, L. D., 2011- Accumulation characteristics o copper and cadmium in greenhouse vegetable soil in Tongzhou district of Beijing. 3rd international conference on environmental science and information application technology. Procedia Environmental Science 10, 289- 294.