بررسی میزان آرسنیک در منابع آب و خاک یک منطقه آلوده و میزان جذب و انباشتگی آن در گیاهان بومی مرتعی منطقه ( مطالعه موردی: شهرستان بیجار)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران.

2 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

3 نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران.

doi
10.22069/jwsc.2024.21369.3648
چکیده

سابقه و هدف: آرسنیک از سموم مهم محیط زیست به شمار می‌آید که با جذب از طریق ریشه گیاهان، در اندام‌های گیاهی و حتی جانوری تجمع یافته و از طریق چرخه غذایی یا مصرف مستقیم آب آلوده وارد بدن انسان می‌شود. برخی گزارشات آلودگی منابع آب شرب منطقه‌ای از شهرستان بیجار در استان کردستان به عنصر آرسنیک و عوارض آن در ساکنین منطقه را نشان داده است، لذا این پژوهش با هدف بررسی پراکنش آرسنیک در منابع آب و خاک منطقه و ارزیابی توان گیاهان بومی مرتعی در جذب و انباشتگی این عنصر انجام شد. مواد و روش‌ها: در این طرح با نمونه‌برداری از آب‌های سطحی و زیرسطحی منطقه‌ای به مساحت 360 کیلومترمربع و اندازه-گیری غلظت آرسنیک نمونه‌های آب بوسیله دستگاه طیف سنج جذب اتمی به روش کوره گرافیتی، توزیع و پراکنش آرسنیک منطقه آلوده، در محیط ArcGIS پهنه‌بندی شد و با بررسی نقشه پراکنش آرسنیک در منطقه، سه ناحیه نمونه‌برداری با شدت آلودگی ناهمانند (A > B >C ) گزینش گردید. سپس با گردآوری نمونه‌های خاک و اندام‌های هوایی 13 گونه گیاه بومی‌مرتعی منطقه و اندازه‌گیری غلظت آرسنیک در عصاره آنها، قدرت گیاهان مختلف در جذب و انباشتگی آرسنیک مورد مقایسه و آنالیز آماری قرار گرفت.یافته‌ها: شدت آلودگی آرسنیک در آبهای سطحی، خاک و گیاهان مورد مطالعه در این پژوهش بالاتر ازغلظت معمول آرسنیک منابع آب و خاک و گیاه بود. آرسنیک کل نمونه‌های آب از 5/4 تا 280 میکروگرم بر لیتر متغییر بود و با هدایت الکتریکی، املاح محلول و سختی خاک رابطه مستقیمی داشت (P<0.001). تمرکز آلودگی در خاک ناحیه A (روستای علی‌آباد) با میانگین شدت آلودگی بیش از 2059 میکروگرم در هر گرم خاک خشک بود، با فاصله گرفتن از منطقه A، شدت آلودگی آب و خاک به آرسنیک کاهش یافت. همبستگی بالایی بین شدت آلودگی آب و خاک وجود داشت (R2=0.84). مقدار آرسنیک در بخش هوایی 13 گونه گیاهی با 3 تکرار، بسته به گونه گیاهی و شدت آلودگی خاک از صفر تا 8/47 میکروگرم بر گرم وزن خشک بافت گیاهی متغییر بود. شدت آلودگی خاک بطور میانگین 66/27 برابر میزان آرسنیک انباشته شده در گیاه بود که بیانگر مقاومت بالای گیاهان بومی‌مرتعی منطقه در برابر سمیت آرسنیک می‌باشد.نتیجه گیری: با در نظر گرفتن استاندارد ملی آب آشامیدنی برای آرسنیک (μg l-1 50)، غلظت آرسنیک در بیش از 45 درصد از منابع آب منطقه مورد مطالعه، متجاوز از حد استاندارد ملی بود و بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی (μg l-110)، سطح آلودگی به 78 درصد رسید. به نظر می‌رسد تمرکز مواد مادری حاوی ترکیبات آرسنیک‌دار در منطقه A و B نسبت به منطقه C بیشتر است و هرچه از منطقه A دورتر شدیم تراکم مواد مادری حاوی آرسنیک کاهش یافت. بطوریکه ناحیه نمونه‌برداری اثر معنی‌داری بر میانگین غلظت آرسنیک نمونه‌های آب و خاک داشت (P<0.05). آرسنیک جذب شده توسط نمونه‌های گیاهی بسیار بیشتر از غلظت معمول آرسنیک (1/0 تا 3 میکروگرم بر گرم وزن خشک) در گیاه بود. در مقایسه گیاهان مورد بررسی در این پژوهش، گیاه آستراگالوس بیزنلکاتوس ( Astraglus bisnlcatus) ، کنوپودیوم آلبوم (Chenopodium Album) و منتآلوگیفولیا ( Mentha logifolia) به ترتیب با انباشتگی بیش از 8/47، 5/35 و 5/22 میکروگرم آرسنیک در هر گرم وزن خشک گیاه، بهترین گزینه تجمع آرسنیک شناسایی شد. نتایج بدست آمده در این مطالعه بیانگر آلودگی شدید منابع آب و خاک و گیاه منطقه به عنصر آرسنیک است، بیشتر منابع آب سطحی منطقه مورد مطالعه، جهت آبیاری کشاورزی، مصرف حیوانات و گاهی آب شرب ساکنین روستاها استفاده می‌شود. ورود آرسنیک به بدن انسان به‌طور مستقیم یا از طریق چرخه غذایی، می‌تواند سلامتی ساکنین منطقه را به-شدت به خطر اندازد که نیازمند انجام تمهیداتی در این خصوص است.