دوره 9، شماره 2 - ( 12-1400 )
جلد 9 شماره 2 صفحات 172-157 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Tahmasbi A, Amiri F. Effect of Municipal Wastewater on the Accumulation of Heavy Metals Cadmium and Lead in Soil and Corn. J Environ Health Eng 2022; 9 (2) :157-172
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-921-fa.html
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-921-fa.html
طهماسبی آمنه، امیری فاضل. بررسی اثر پساب شهری بر میزان انباشت فلزات سنگین کادمیوم و سرب در خاک و گیاه ذرت. مجله مهندسی بهداشت محیط. 1400; 9 (2) :157-172
گروه منابع طبیعی و محیط زیست، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران
چکیده: (1406 مشاهده)
زمینه و هدف: استفاده از پساب به عنوان یک منبع آب تجدید پذیر برای آبیاری گیاهان راهکاری مطمئن و مؤثر می‌باشد. در مقابل انباشت عناصر سنگین در خاک و گیاهان، یکی از نگرانی‌های کاربرد پساب‌ها در کشاورزی می‌باشد. این تحقیق به منظور بررسی اثر پساب شهری بر مهم‌ترین شاخص‌های فیزیولوژیکی مربوط به رشد گیاه ذرت (سینگل کراس 704) و میزان انباشت فلزات سنگین سرب و کادمیوم در خاک در یک مزرعه در منطقه بوشیگان شهرستان دشتستان، بوشهر به صورت گلدانی انجام شد.
مواد و روشها: این پژوهش در 4 تیمار، پساب تصفیه‌خانه، پساب رقیق شده با آب شرب (2/1)، آبیاری یک در میان با پساب و آب شرب و تیمار آب شرب (شاهد)، در3 تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. میزان سرب و کادمیوم در خاک و گیاه توسط دستگاه ICP اندازه‌گیری شد. میزان اسیدیته و قابلیت هدایت الکتریکی (EC) خاک و وزن تر و خشک اندام‌های ذرت اندازه‌گیری شد. میانگینها با استفاده از تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) مقایسه شد و برای تعیین تفاوت بین گروهها از آزمون دانکن (Duncan) استفاده شد (05/0> p).
یافتهها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که آبیاری با پساب EC خاک را 1/1 (ds.m-1) افزایش داد، کادمیوم خاک 03/0 (mg.kg-1) و سرب 02/0 (mg.kg-1) افزایش نشان داد. رقیق کردن پساب باعث کاهش اثرات منفی پساب بر خاک شد. بالاترین افزایش وزن تر به میزان 1500 گرم مربوط به تیمار آبیاری با پساب رقیق شده بود. بیش‌ترین افزایش وزن خشک با 600 گرم تیمار آبیاری با پساب رقیق شده مشاهده شد. کم‌ترین افزایش وزن تر کل به میزان 1100 گرم و افزایش وزن خشک کل با 400 گرم در تیمار پساب مشاهده شد. میزان تجمع سرب و کادمیوم در اندام‌های ذرت به ترتیب دانه (6/0 سرب، 5/0 کادمیوم) (mg.kg-1)> ساقه (9/0 سرب، 8/0 کادمیوم) (mg.kg-1)>ریشه (9/1 سرب، 95/0 کادمیوم) (mg.kg-1) بود. بالاترین میزان تجمع سرب و کادمیوم در خاک مربوط به تیمار پساب و کم‌ترین میزان مربوط به تیمار آب شرب بود.
نتیجهگیری: هرچه سطوح کادمیوم خاک بیش‌تر شد غلظت و محتوای کادمیوم در ریشه و اندام هوایی افزایش نشان داد. گیاه ذرت توانایی بالایی در جذب و انتقال کادمیوم و سرب دارد. با توجه به الگوی تجمع عناصر سنگین سرب و کادمیوم در ریشه گیاه ذرت، این گیاه می‌تواند در جهت انباشت فلزات سنگین در مزارع آبیاری شده با پساب مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهاد میشود که ارزیابی اثرات درازمدت پساب تصفیه شده شهری بر غلظت عناصر سنگین کادمیوم و سرب در خاک و گیاه ذرت و بر خواص خاک بررسی شود، هر چند که بایستی اذعان داشت که بر اساس توصیه های فنی کاربرد پساب تصفیه شده قابل توصیه نمی باشد ولی در موارد ضروری رقیق کردن پساب با کاهش اثرات مخرب و تأمین عناصر ضروری جهت رشد گیاه ذرت می‌تواند به عنوان یک تیمار شاخص در آبیاری مزارع با احتیاط می تواند استفاده شود. همچنین، به منظور استفاده از پساب در کشت ذرت، در عین افزایش رشد و عملکرد، ارزیابی خطر استفاده از پساب در کشت ذرت از نظر زیست محیطی مورد ارزیابی قرار گیرد.
مواد و روشها: این پژوهش در 4 تیمار، پساب تصفیه‌خانه، پساب رقیق شده با آب شرب (2/1)، آبیاری یک در میان با پساب و آب شرب و تیمار آب شرب (شاهد)، در3 تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. میزان سرب و کادمیوم در خاک و گیاه توسط دستگاه ICP اندازه‌گیری شد. میزان اسیدیته و قابلیت هدایت الکتریکی (EC) خاک و وزن تر و خشک اندام‌های ذرت اندازه‌گیری شد. میانگینها با استفاده از تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) مقایسه شد و برای تعیین تفاوت بین گروهها از آزمون دانکن (Duncan) استفاده شد (05/0> p).
یافتهها: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که آبیاری با پساب EC خاک را 1/1 (ds.m-1) افزایش داد، کادمیوم خاک 03/0 (mg.kg-1) و سرب 02/0 (mg.kg-1) افزایش نشان داد. رقیق کردن پساب باعث کاهش اثرات منفی پساب بر خاک شد. بالاترین افزایش وزن تر به میزان 1500 گرم مربوط به تیمار آبیاری با پساب رقیق شده بود. بیش‌ترین افزایش وزن خشک با 600 گرم تیمار آبیاری با پساب رقیق شده مشاهده شد. کم‌ترین افزایش وزن تر کل به میزان 1100 گرم و افزایش وزن خشک کل با 400 گرم در تیمار پساب مشاهده شد. میزان تجمع سرب و کادمیوم در اندام‌های ذرت به ترتیب دانه (6/0 سرب، 5/0 کادمیوم) (mg.kg-1)> ساقه (9/0 سرب، 8/0 کادمیوم) (mg.kg-1)>ریشه (9/1 سرب، 95/0 کادمیوم) (mg.kg-1) بود. بالاترین میزان تجمع سرب و کادمیوم در خاک مربوط به تیمار پساب و کم‌ترین میزان مربوط به تیمار آب شرب بود.
نتیجهگیری: هرچه سطوح کادمیوم خاک بیش‌تر شد غلظت و محتوای کادمیوم در ریشه و اندام هوایی افزایش نشان داد. گیاه ذرت توانایی بالایی در جذب و انتقال کادمیوم و سرب دارد. با توجه به الگوی تجمع عناصر سنگین سرب و کادمیوم در ریشه گیاه ذرت، این گیاه می‌تواند در جهت انباشت فلزات سنگین در مزارع آبیاری شده با پساب مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهاد میشود که ارزیابی اثرات درازمدت پساب تصفیه شده شهری بر غلظت عناصر سنگین کادمیوم و سرب در خاک و گیاه ذرت و بر خواص خاک بررسی شود، هر چند که بایستی اذعان داشت که بر اساس توصیه های فنی کاربرد پساب تصفیه شده قابل توصیه نمی باشد ولی در موارد ضروری رقیق کردن پساب با کاهش اثرات مخرب و تأمین عناصر ضروری جهت رشد گیاه ذرت می‌تواند به عنوان یک تیمار شاخص در آبیاری مزارع با احتیاط می تواند استفاده شود. همچنین، به منظور استفاده از پساب در کشت ذرت، در عین افزایش رشد و عملکرد، ارزیابی خطر استفاده از پساب در کشت ذرت از نظر زیست محیطی مورد ارزیابی قرار گیرد.
فهرست منابع
1. 1. Alinezhad Jahromi H, Mohammadkhani AR, Salehi MH. The Effect of Using Urban Wastewater of ShahreKord on Growth, Yield and Accumulation of Lead and Cadmium in Medicinal Plant Lemon Balm (Melissa officinalis). Water Soil Res 2012;16(60):173-85 [In Persian].
2. Liberti L, Notarnicola M. Advanced treatment and disinfection for municipal wastewater reuse in agriculture. Water Sci Technol 1999;40(4):235-45. [DOI:10.2166/wst.1999.0596]
3. Pedrero F, Kalavrouziotis I, Alarcón JJ, Koukoulakis P, Asano T. Use of treated municipal wastewater in irrigated agriculture-Review of some practices in Spain and Greece. Agric Water Manag 2010;97(9):1233-41. [DOI:10.1016/j.agwat.2010.03.003]
4. Afkhami M, Amiri F, Tabatabaie T. Effect of irrigation with treated wastewater on lead and cadmium accumulations in soil and sweet pepper (Capsicum annuum) plant. Iranian Journal of Health and Environment (IJHSE) 2021;14(1):99-114 [In Persian].
5. Sayadmanesh SM, Bahmanyar M, Ghajarsepanlu M. The effect of application of industrial effluent in irrigation of rice on accumulation of heavy metals in soil and the crop. Int J water wastewater treat 2014;25(3):13-20 [In Persian].
6. Oktem A, Oktem A, Emeklier H. Effect of nitrogen on yield and some quality parameters of sweet corn. Commun Soil Sci Plant Anal 2010;41(7):832-47. [DOI:10.1080/00103621003592358]
7. Cao H, Chen J, Zhang J, Zhang H, Qiao L, Men Y. Heavy metals in rice and garden vegetables and their potential health risks to inhabitants in the vicinity of an industrial zone in Jiangsu, China. Res J Environ Sci 2010;22(11):1792-99. [DOI:10.1016/S1001-0742(09)60321-1] [PMID]
8. Flores-Magdaleno H, Mancilla-Villa OR, Mejia-Saenz E, Olmedo-Bolantilde MDC, Bautista-Olivas AL. Heavy metals in agricultural soils and irrigation wastewater of Mixquiahuala, Hidalgo, Mexico. Afr J Agric Res 2011;6(24):5505-11. [DOI:10.5897/AJAR11.414]
9. Wu M. Potential of Typha as Plant Candidates for Sludge Treatment Wetlands. J Bio 2014;3(1):21-33.
https://doi.org/10.5176/2251-3140_3.1.47 [DOI:10.7603/s40835-014-0001-z]
10. Phewnil O, Chunkao K, Pattamapitoon T, Intaraksa A, Chueawong O, Chantrasoon C, et al. Choosing aquatic plant species for high wastewater treatment efficiency through small wetland. Mod Appl Sci 2014;8(4):187-94. [DOI:10.5539/mas.v8n4p187]
11. Dala-Paula BM, Custódio FB, Knupp EAN, Palmieri HEL, Silva JBB, Glória MBA. Cadmium, copper and lead levels in different cultivars of lettuce and soil from urban agriculture. Environ Pollut 2018;242:383-89. [DOI:10.1016/j.envpol.2018.04.101] [PMID]
12. Tabatabaei SA, Shakeri E, Nasiri H. Effect of Different Method Irrigation and Manure on Reduce Water Use in the Planting Grain Maize cv. KSC704. Iranian Journal of Field Crops Research. 2014;12(4):766-75.
13. Aulakh GS, Vashist KK, Mahal S. Effect of different irrigation regimes and nitrogen levels on growth parameters and yield of late kharif sown maize (Zea mays L.). Crop Res 2013;45(1-3):96-105.
14. Atamaleki A, Naimi N, Fakhri Y, Sharifi MH, Nosrati H, Fallah S. Investigation of heavy metals in mint plants irrigated by wastewater: a systematic review and meta-analysis. Iranian Journal of Health and Environment (IJHSE) 2020;12(4):679-94 [In Persian].
15. Muchuweti M, Birkett JW, Chinyanga E, Zvauya R, Scrimshaw MD, Lester JN. Heavy metal content of vegetables irrigated with mixtures of wastewater and sewage sludge in Zimbabwe: Implications for human health. Agric Ecosyst Environ 2006;112(1):41-48. [DOI:10.1016/j.agee.2005.04.028]
16. Pan X-D, Tang J, Chen Q, Wu P-G, Han J-L. Evaluation of direct sampling method for trace elements analysis in Chinese rice wine by ICP-OES. Eur Food Res Technol 2013;236(3):531-35. [DOI:10.1007/s00217-012-1888-3]
17. Harati M, Rastegar MT, Foghi B. Effect of urban wastewater usage and problems of accumulation of heavy metals in agricultural lands (south of Tehran). Afr J Agric Res 2011;6(14):3224-31.
18. Sharma S, Prasad F. Accumulation of lead and cadmium in soil and vegetable crops along major highways in Agra (India). J Chem 2010;7(4):1174-83. [DOI:10.1155/2010/678589]
19. Masoudi SN, Sepanlou MG, Bahmanya M. Distribution of lead, cadmium, copper and zinc in roadside soil of Sari-Ghaemshahr road, Iran. Afr J Agric Res 2012;7(2):198-204. [DOI:10.5897/AJAR11.1771]
20. Mireles A, Solı́s C, Andrade E, Lagunas-Solar M, Piña C, Flocchini RG. Heavy metal accumulation in plants and soil irrigated with wastewater from Mexico city. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2004;219-220:187-90. [DOI:10.1016/j.nimb.2004.01.051]
21. Lubello C, Gori R, Nicese FP, Ferrini F. Municipal-treated wastewater reuse for plant nurseries irrigation. Water Res 2004;38(12):2939-47. [DOI:10.1016/j.watres.2004.03.037] [PMID]
22. Herpin U, Gloaguen TV, da Fonseca AF, Montes CR, Mendonça FC, Piveli RP, et al. Chemical effects on the soil-plant system in a secondary treated wastewater irrigated coffee plantation-A pilot field study in Brazil. Agric Water Manag 2007;89(1):105-15. [DOI:10.1016/j.agwat.2007.01.001]
23. Tang Y-T, Qiu R-L, Zeng X-W, Ying R-R, Yu F-M, Zhou X-Y. Lead, zinc, cadmium hyperaccumulation and growth stimulation in Arabis paniculata Franch. Environ Exp Bot 2009;66(1):126-34. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2008.12.016]
24. Tanhan P, Kruatrachue M, Pokethitiyook P, Chaiyarat R. Uptake and accumulation of cadmium, lead and zinc by Siam weed [Chromolaena odorata (L.) King & Robinson]. Chemosphere 2007;68(2):323-29. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2006.12.064] [PMID]
25. Wang Q, Yang Z. Industrial water pollution, water environment treatment, and health risks in China. Environ Pollut 2016;218:358-65.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.01.081 [DOI:10.1016/j.envpol.2016.07.011]
26. Daneshvar M, Fattahi F, Rahmani HR, Sanavy SAM, Masoud S. Effect of municipal wastewater irrigation and well water on plant and soil characteristics. Not Sci Biol 2020;12(2):409-19. [DOI:10.15835/nsb12210767]
27. Wang M, Webber M, Finlayson B, Barnett J. Rural industries and water pollution in China. J Environ Manage 2008;86(4):648-59. [DOI:10.1016/j.jenvman.2006.12.019] [PMID]
28. Udom BE, Mbagwu JSC, Adesodun JK, Agbim NN. Distributions of zinc, copper, cadmium and lead in a tropical ultisol after long-term disposal of sewage sludge. Environ Int 2004;30(4):467-70. [DOI:10.1016/j.envint.2003.09.004] [PMID]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
