آلودگی خاک و گیاه به کادمیوم در پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته (اصفهان، ایران)

مقدمه: مناطق حفاظت شده ابزارهایی حیاتی در مدیریت و حفاظت از محیط زیست خشکی و دریایی هستند. با این حال، تضاد بین اولویت ‌های حفاظتی و برداشت منابع از مناطق حفاظت شده روز به روز در سراسر جهان حال افزایش است. پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته به واسطه تنوع زیستی بالا از ارزش حفاظتی برخوردار است، ولی در سال ‌های اخیر به دلیل جاذبه ‌های غنی معدنی به شدت مورد بهره‌ برداری قرار گرفته است. از این رو، مطالعه حاضر به بررسی غلظت کادمیوم خاک و گیاه درمنه دشتی، عامل انتقال و عوامل موثر در بروز آن پرداخته است.مواد و روش‌ها: 45 نمونه خاک از عمق 0 تا 30 سانتی متر و برگ گیاه درمنه دشتی (artemisia sieberi) در 15 نقطه در منطقه دشتی پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته (با وسعت 423 کیلومترمربع) برداشت و غلظت کادمیوم نمونه‌ ها توسط دستگاه جذب اتمی مدل محاسبه شد. جذب کادمیوم توسط گیاه با استفاده از عامل انتقال محاسبه و تفسیر شد. با استفاده از روش معکوس فاصله وزنی در نرم افزار gis، نواحی آلوده به کادمیوم در بخش خاک و گیاه تعیین و وسعت و موقعیت مکانی نواحی با غلظت کادمیوم بیش از mg/kg 5 در خاک و بیش از mg/kg 0.2 در برگ گیاه بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی و  آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا شناسایی شد. درنهایت از مدل های رگرسیون خطی، لگاریتمی، توانی، نمایی و چندجمله ای برای بررسی اثر حمل و نقل جاده ای در آلودگی به کادمیوم استفاده شد.نتایج: متوسط غلظت کادمیوم در گیاه و خاک (mg/kg) به ترتیب برابر با  0.11 ± 0.39 و  0.15 ± 2.97 بدست آمد. بیشترین غلظت خاک این عنصر در میانه ‌های منطقه برابر با mg/kg 0.69 ± 15.00 بدست آمد که با حرکت به سمت قسمت ‌های جنوبی منطقه، به تدریج از غلظت آن کاسته شد. بیشترین غلظت این عنصر در برگ های گیاه درمنه در بخش های شمالی ناحیه برابر با mg/kg 0.09 ± 0.62 بود و کمترین مقدار نیز در بخش میانی (mg/kg 0.32 ± 0.05) ثبت گردید. عامل انتقال بین دو مقدار 0.005 تا 0.544 با متوسط 4.93 قرار داشت. بر اساس حد استاندارد mg/kg 5 کادمیوم در خاک، وسعتی برابر با 20.80 درصد از منطقه به عنوان ناحیه آلوده به این عنصر شناخته شد، حال آن‌که با در نظر گرفتن مقدار مجاز mg/kg 0.2 در گیاه، بخش های بسیار زیادی از پوشش گیاهی منطقه (بیش از 95 درصد) آلوده به کادمیوم شناسایی شد. بهترین مدل رگرسیونی در حالت مدل نمایی با مقدار ضریب تشخیص 0.301 نشان داد که حمل و نقل جاده ای به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل انسانی موجب افزایش آلودگی خاک و گیاه درمنه دشتی موته به کادمیوم شده است.بحث: اکتشاف طلا و احداث معادن متعدد در منطقه موته و همچنین احداث کنارگذرهای شمال استان اصفهان باعث شد تا تهدیدات زیادی متوجه اکوسیستم و گونه ‌های این ناحیه شود. بر اساس نتایج بدست آمده، خاک ‌های منطقه دشتی موته به عنصر کادمیوم آلوده شده است. غلظت بالای این عنصر در خاک ‌های اطراف جاده‌ ها و کاهش غلظت آن ها با افزایش فاصله از جاده معیاری از اثر حمل و نقل جاده ای بر افزایش آلودگی خاک است. بر این اساس، جلوگیری از احداث راه‌ های مواصلاتی در مناطقی با اکوسیستم ‌های ارزشمند، افزایش کیفیت سوخت و خودروها و همچنین کاهش بار ترافیکی از جمله مهم‌ترین راهکارها برای حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی به عناصر سمی بالقوه است.

soil and plant contamination with cadmium in motteh national park and wildlife refuge (isfahan, iran)

introduction: protected areas are vital tools in the management and conservation of both terrestrial and marine environments. however, the conflict between conservation priorities and resource extraction from protected areas is increasing worldwide. due to its high biodiversity, mouteh national park and wildlife refuge hold significant conservation value; nevertheless, in recent years, it has been heavily exploited due to rich mineral attractions. consequently, the current study investigates the cd concentration in the soil and plants in the mouteh basin, its transfer factor, and the influencing factors.materials and methods: 45 soil samples were collected from a depth of 0-30 cm, and leaf samples of the artemisia sieberi plant were obtained at 15 locations within the plain region of the mouteh national park and wildlife refuge, which spans an area of 423 km2. the concentrations of cd in these samples were determined using an atomic absorption spectrometer. the uptake of cd by the plants was calculated and interpreted using the transfer factor. the inverse distance weighting method in arcgis software was used to identify areas contaminated with cd, with concentrations exceeding 5 mg/kg in soil and 2.0 mg/kg in plant leaves, based on the standard limits set by the who and u.s. epa. finally, linear, logarithmic, power, exponential and polynomial regression models were employed to examine the impact of road transportation on cd pollution.results: the mean cd concentrations in plants and soil (mg/kg) were found to be 0.39 ± 0.11 and 2.97 ± 0.15, respectively. the highest soil concentration of this element was recorded in the central areas of the region, reaching 15.00 ± 0.69 mg/kg. this concentration gradually decreased towards the southern parts of the region. the highest concentration of cd in the leaves of artemisia sieberi was observed in the northern sections of the region, at 0.62 ± 0.05 mg/kg, while the lowest value was recorded in the central part (0.32 ± 0.05 mg/kg). the transfer factor of cd ranged from 0.005 to 0.544, with a mean of 0.934. according to the standard limit of 5 mg/kg for cd in soil, an area equivalent to 20.80% of the region was identified as cd-contaminated. however, considering the permissible limit of 0.2 mg/kg in plants, a significant portion of the vegetation cover in the area (more than 95%) was found to be contaminated with cd. the best regression model was achieved in the exponential form with a coefficient of determination of 0.301, indicating that road transportation is one of the most significant human factors contributing to the increase in cd pollution in the mouteh soil and plant species artemisia sieberi.discussion: the exploration of gold and the establishment of multiple mines in the mouteh region, as well as the construction of highways in the northern province of isfahan, have led to significant threats to the ecosystem and species of this area. based on the results, the soils of the mouteh plain region have been contaminated with cd. the high concentration of this element in soils near the roads and its decrease with increasing distance from the road are indicators of the impact of road transportation on soil pollution. therefore, preventing the construction of transportation routes in areas with rich biodiversity, improving the quality of fuels and vehicles, and reducing traffic congestion are among the most important measures for protecting the environment and reducing pollution from potentially toxic elements in natural areas.