Journal of Water and Soil Science
علوم آب و خاک
jwss
Agriculture
http://jstnar.iut.ac.ir
0
user
2476-3594
2476-5554
10.47176/jwss
fa
jalali
1385
10
1
gregorian
2007
1
1
10
4
online
1
fulltext
fa
مدلسازی توازن جرمی عناصر کادمیوم و سرب در زمینهای زراعی منطقه اصفهان
Modeling Cadmium and Lead Balances in Agricultural Lands of Isfahan Region, Central Iran
عمومی
Ggeneral
پژوهشي
Research
عناصر سنگین از جمله کادمیوم و سرب از مسیرهای مختلف و عمدتاً تحت تأثیر فعالیتهای انسان وارد زمینهای کشاورزی شده و به دلیل تحرک کم در طول زمان در خاک انباشته میشوند. انباشت کادمیوم و سرب در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر حیوانات میشود. بنابراین بررسی روند انباشت عناصر سنگین برای پیشگیری از آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری بوده و باید مد نظر محققین و برنامه ریزان در سطوح مختلف مدیریتی قرار گیرد. این مطالعه به منظور مدلسازی روند انباشت کادمیوم و سرب در زمینهای زراعی شهرستانهای اصفهان، برخوار، خمینی شهر، لنجان، فلاورجان، مبارکه و نجف آباد صورت گرفت. روند انباشت عناصر در زمینهای زراعی منطقه به کمک روش تصادفی مبتنی بر توازن جرمی و با استفاده از ترکیب روش لاتین هایپر کیوب و شبیه سازی مونت کارلو محاسبه گردید. به این منظور از اطلاعات زراعی (نوع، سطح زیر کشت و عملکرد محصولات)، اطلاعات مرتبط با احشام (انواع و تعداد)، آمار مربوط به میزان مصرف کودهای شیمیایی، کمپوست و لجن فاضلاب و همینطور اطلاعات مرتبط با غلظت عناصر در گیاهان و مواد اصلاح کننده خاک استفاده شد. نتایج حاکی از انباشت مقادیر قابل توجهی از عناصر کادمیوم و سرب در زمینهای کشاورزی شهرستانهای مورد مطالعه میباشد. بیشترین نرخ انباشت کادمیوم و سرب به ترتیب،(18g ha<sup>-1</sup>yr<sup>-1</sup> ) و (260g ha<sup>-1</sup>yr<sup>-1</sup>) در شهرستان اصفهان و کمترین نرخ انباشت کادمیوم و سرب به ترتیب، (3g ha<sup>-1</sup>yr<sup>-1</sup> ) و (10g ha<sup>-1</sup>yr<sup>-1</sup>) در شهرستان لنجان و مبارکه دیده شد. صرفنظر از ریزشهای جوی، مهمترین مسیر ورود کادمیوم به زمینهای کشاورزی در مقیاس شهرستان کودهای فسفره است. در صورتیکه در مورد سرب کودهای حیوانی نقش مهمتری را در شهرستانهای مورد مطالعه به جز اصفهان دارند. ورود سرب از طریق کودهای حیوانی به طور عمده ناشی از ریزش جوی سرب روی سطح گیاهان و انتقال آن به زنجیره غذایی حیوانات میباشد. در شهرستان اصفهان کمپوست مهمترین مسیر ورود سرب به زمینهای کشاورزی است زیرا بیشترین مقدار کمپوست در این شهرستان استفاده میشود.
Heavy metals including cadmium (Cd) and lead (Pb) are entering agricultural soils from different routes and mainly due to human activities. Accumulated Cd and Pb in the soil would eventually enter the human and animal food chains and pose threat to their health. Therefore, evaluating heavy metal accumulation is necessary to prevent soil and environmental pollutions and should be considered by researchers as well as policy makers. This study was conducted to model the accumulation rates of Cd and Pb in the agro-ecosystems of Isfahan, Mobarakeh, Lenjan, Borkhar, Najafabad, Khomeinishahr and Felavarjan. Cadmium and lead accumulation rates in the agro-ecosystems were computed using a stochastic mass balance model which uses Latin Hypercube sampling in combination with Monte-Carlo simulation procedure. Agricultural information including crop types, crop area and yield, the type and the number of livestock, application rate of mineral fertilizers, compost and sewage sludge and also metal concentration in plant and amendments were used to quantify Cd and Pb accumulation rates. Modeling Cd and Pb accumulation rates indicated that the metals are accumulating in the agricultural lands in the studied townships. The largest Cd (18 g ha<sup>-1</sup> yr<sup>-1</sup>) and Pb (260 g ha<sup>-1</sup> yr<sup>-1</sup>) accumulation rates were found in the township of Isfahan but the minimum accumulation rates were found in township of Lenjan for Cd (3 g ha<sup>-1</sup> yr<sup>-1</sup>) and Mobarakeh for Pb (10 g ha<sup>-1</sup> yr<sup>-1</sup>). The major input route to agricultural soils is phosphate fertilizers for Cd but for Pb is manure on the regional scale. High application rates of sewage sludge and compost in agricultural lands in the township of Isfahan could result in considerable amounts of Cd and Pb entering the soils of this region.
توازن جرمی، مدلسازی تصادفی، روند انباشت، سرب، کادمیوم
Element mass balance, Stochastic modeling, Accumulation rate, Cadmium, Lead.
77
90
http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2-607&slc_lang=fa&sid=1
M. Amini
منوچهر امینی
00031947532846005883
00031947532846005883
Yes
M. Afyuni
مجید افیونی
00031947532846005884
00031947532846005884
No
H. Khademi
حسین خادمی
00031947532846005885
00031947532846005885
No