بررسی تجمع فلزات سنگین در گیاهان آبیاری شده با آب چاه و فاضلاب تصفیه شده‌ی شهر بیرجند

زمینه و هدف: در سال‌های اخیر در کشورهای خشک و نیمه خشک استفاده از فاضلاب شهری در آبیاری گیاهان مورد توجه قرار گرفته است. با وجود اینکه استفاده از فاضلاب می‌تواند یک استراتژی پایدار و موثر باشد، اثرات زیست محیطی این کاربرد باید بررسی شود. هدف در این مطالعه بررسی امکان استفاده از فاضلاب شهری تصفیه شده در آبیاری گیاهان زراعی می‌باشد.مواد و روش‌ها: در این مطالعه غلظت فلزات سنگین آهن، روی، کروم، مس، منگنز و نیکل در اندام‌های مختلف و خاک اطراف ریشه گیاه جو و ذرت بررسی شد. گیاهان مورد بررسی با منابع مختلف آب آبیاری شدند. سپس اثرات منابع مختلف آبیاری بر جذب فلزات در قسمت‌های مختلف گیاه به وسیله آزمون‌های آماری بررسی شد.یافته‌ها: با توجه به نتایج، نوع منبع آب (آب چاه، فاضلاب تصفیه شده) بر میانگین غلظت فلز سنگین مس در برگ جو، فلزات کروم ، مس و نیکل در ریشه جو و فلزات مس و نیکل در خاک اطراف ریشه جو در سطح 5% معنی‌دار بود. غلظت نیکل در این مطالعه در خاک اطراف ریشه برای هر دو گیاه و هر دو منبع آبیاری به علت وجود نیکل در سنگ‌های اولترامافیک منطقه بیش از حد بحرانی بود. به علت عملکرد مناسب برکه‌های تثبیت تصفیه خانه شهر بیرجند در کاهش فلزات سنگین از فاضلاب شهری، غلظت اکثر فلزات سنگین اندام‌های گیاهی و خاک اطراف ریشه در حالت آبیاری با فاضلاب تصفیه شده نسبت به حالت آبیاری با آب چاه بطور معنی‌داری کمتر بود. به علت نزدیکی مزارع به محل تردد خودروهای سنگین غلظت مس در تمام حالات مورد بررسی بالا و نزدیک به محدوده بحرانی بود. غلظت فلز کروم در اندام‌های هوایی گیاه نسبت به سایر فلزات مورد بررسی کمتر بود که نشان دهنده، تحرک کمتر این فلز نسبت به سایر فلزات مورد بررسی است. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این مطالعه، غلظت فلزات سنگین در گیاهان مورد بررسی کمتر از حدود بحرانی بود. همچنین غلظت فلزات در خاک اطراف ریشه بیشتر از غلظت در اندام گیاهان بود. بنابراین پایش مستمر غلظت این فلزات در خاک و گیاهان برای جلوگیری از تجمع فلزات سنگین در زنجیره غذایی ضروری است.

Study of Heavy Metal Accumulation in Plants Irrigated with Well Water and Wastewater from Birjand Wastewater Plant

Introduction: In the recent years, the use of municipal wastewater for irrigation has attracted the consideration of arid countries. Despite the potential use of municipal wastewater in plants irrigation as sustainable strategy, the environmental impacts need to be investigated. The aim of this study was to evaluate the use of treated wastewater in irrigation crop plants.Methods: The present study was carried out to assess levels of iron, zinc, chrome, copper, manganese and nickel, in plants irrigated with water from different sources. Impact of different irrigation sources on metals uptake by plants were determined using Statistical tests.Results: According to the results, the type of water source (well water, treated wastewater) had a significant effect at 5% level on the mean concentration of Cu in barley leaves, Cr, Cu and Ni in barley root and Cu and Ni in soil around barley root. In this study, nickel concentration was higher than critical value in the soil around the roots for both plants and both irrigation sources due to the presence of nickel in the ultramafic rocks. Due to the proper performance of Birjand treatment plant stabilization ponds in reducing heavy metals from municipal wastewater, the concentration of most heavy metals in plant and soil in irrigation with treated wastewater was significantly lower than in irrigation with well water. The proximity of farms to heavyduty vehicles increased the concentration of copper in all the situations studied which were close to the critical range. The concentration of chromium in shoots of plant was lower than other metals.Conclusion: As a result, the values of heavy metals in different parts of plants were below the acceptable levels as suggested. In comparison to plants, the soil presented higher concentration of all studied metals. However, the regular monitoring of levels of these metals from well water and treated wastewater, in plants and soil is essential to prevent excessive buildup of these metals in the food chain.