اثر سطوح مختلف لجن فاضلاب بر غلظت روی، مس، کادمیم و سرب در گیاه تربچه و ریحان و برخی ویژگی های شیمیایی خاک

سابقه و هدف: با توجه به رشد جمعیت و تولید روز افزون ضایعات (پسماند) شهری، مخاطرات زیست‌محیطی این ضایعات یکی از مهمترین چالش‌های امروزی اکثر شهرهاست که مطمئن ترین راه پیشگیری از انباشته شدن این مواد، افزودن آن به زمین‌های کشاورزی است. این امر بخصوص در کشورهایی با آب و هوای خشک بدلیل کمبود مواد آلی خاک بیشتر مورد توجه می‌باشد. با توجه به مصرف سرانه سبزیجات در کشور و استفاده از لجن فاضلاب به عنوان بارور کننده خاک ممکن است خطر آلودگی خاک ناشی از حضور فلزات سنگین در خاک و گیاه سلامت انسان و موجودات را تهدید کند بر همین اساس لازم شد تا مطالعات و بررسی‌هایی در زمینه سنجش اثر کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب بر غلظت عناصر روی، کادمیم، سرب و مس در ریشه و اندام هوایی گیاه ریحان و تربچه که جز سبزیجات پر مصرف مردم هستند، بررسی شود.مواد و روش: به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب شهری تصفیه خانه التیمور مشهد بر غلظت عناصر سنگین کادمیم، مس، سرب و روی در اندام هوایی و زیرزمینی دو گیاه تربچه (raphanus sativus) ریحان (ocimum basilicum) آزمایشی گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تیمار شامل سطوح مختلف (0، 10، 20، 40 و 80) تن در هکتار لجن فاضلاب و در 3 تکرار انجام شد. برای تعیین غلظت کل فلزات سنگین در لجن فاضلاب و خاک از روش تیزاب سلطانی استفاده شد و تعیین غلظت فلزات گیاه به روش هضم خشک انجام شد.یافته ‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب تاثیر معنی‌داری (p <0.05) بر غلظت این چهار عنصر در دو گیاه تربچه و ریحان داشت. با افزایش لجن فاضلاب غلظت عناصر در ریشه و اندام هوایی دو گیاه نسبت به شاهد افزایش یافت. افزایش عنصر روی در هر‌دو‌گیاه نسبت به دیگر عناصر قابل توجه بود. افزایش غلظت عناصر در دو گیاه روال مشابهی داشتت. این افزایش به ترتیب روی> مس> سرب> کادمیم در ریشه و اندام هوایی بود. همچنین غلظت فلزات در گیاه تربچه نسبت به گیاه ریحان بیشتر مشاهده شد. نتیجه‌گیری: بطور کلی کاربرد سطوح مختلف لجن فاضلاب در خاک باعث تغییراتی در ویژگی های شیمایی خاک از جمله کاهش phخاک، افزایش هدایت الکتریکی و کربن آلی خاک شد. همچنین در تیمار سطح آخر لجن فاضلاب (l4) دو گیاه دچار سمیت شدند و در کمترین سطح از تیمار لجن فاضلاب، سمیت و آسیبی در گیاهان مشاهده نشد. سمیت عناصر در تیمار سطح یک لجن فاضلاب (l1) در این گیاهان مشاهده نشد ولی به نظر می‌رسد کاربرد مداوم سطح 10 تن در هکتار لجن در خاک باید محتاطانه و با پایش مستمر انجام شود. اما با توجه به نتایج این مطالعه، کاربرد کمترین سطح لجن فاضلاب نیز باید با دقت و پایش مستمر انجام شود.

Effect of Different Levels of Domestic Sewage Sludge on concentration of heavy of Zn, Cu, Cd and Pb in in Radish and basil and some of chemical Soil Properties

Background and Objectives: According to the population growth and increasing production of urban waste, environmental hazards of these wastes are on of the most important challenges in most cities that the safest way to prevent them from accumulating is to add them to the agriculture lands. This case is especially considered in countries with dry climates because of lacking organic matter in soils. Due to the high consumption of vegetables in the country and the use of sewage sludge as soil fertilizer, the risk of soil pollution for the peresence of heavy metals in soil and plant may threaten human and creature health. Consequently, studies need to be conducted to evaluate the effect of different levels of sewage sludge on of zinc (Zn), cupper (Cu), cadmium (Cd) and lead (Pb) concentration in root and shoot of radish (Raphanus sativus) and and basil (Ocimum basilicum) vegetables.Materials and Methods: This study aims to investigate the effect of domestic sewage sludge on concentration of zinc (Zn), cupper (Cu), cadmium (Cd) and lead (Pb) in radish (Raphanus sativus) and and basil (Ocimum basilicum) vegetables. A pot experiment in greenhouse was conducted at Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Agriculture, in 2018. The experiment was performed in a completely randomized design with three replications. Sewage sludge was consumed at five levels (0, 10, 20, 40, 80 t ha1) during plant growth. Available form of heavy metals in soil samples was extracted by DTPA 0.005 M solution. total concentration of heavy metals in sewage sludge and soil measured by Aqua regia method and concentration of plant metals measured by dry digestion method. Result: The results indicated that the use of the sewage sludge in different treatments levels had significant impact (p < 0.05) on the concentration on of these heavy metals in the two plants studied. increase of sewage sludge enhanced metals concentration in shoot and root rather than control plant. particularly for Zn, in root and shoot in both plants. Increase in concentration metals in the two plants were followed Zn> Cu> Pb> Cd in both roots and shoots, The metals uptake in radish was drastically higher than basil. the value of all the metals at 10 t sludge per ha were lower than permissible concentration and at 80 t per ha were higher than permissible concentratoin for all of them.Conclusion: in general, application of different levels of sewage sludge in soil caused changes in soil chemical properties including decrease of soil pH, increase of electrical conductivity, and soil organic carbon. Also, in the treatment of last level of sewage sludge, two plants were toxic and in the lowest level of treatment of sewge sludge, no toxicity and damage were observed in the plants. However, continuously application of the sludge at 10 t per ha did not plluted the plants, should be recommended cautiously As the results of the study indicate, application of the lowest level of sewage sludge should also be performed with constant precision and monitoring.