مطالعه ای بر کودهای شیمیایی و فلزات سنگین در اکوسیستم های کشاورزی

غلظت فلزات سنگین در کودهای شیمیایی باید مشمول مقررات استاندارد باشد تا سلامت انسان حفظ گردد.این استانداردها به ویژه برای عناصری مثل آرسنیک ، کادمیوم ، سرب ، جیوه و نیکل بیشتر باید مد نظر قرار گیرد. از آنجایی که استفاده از کودهای شیمیایی در کشاورزی رایج (Conventional farming) به صورت مکرر مورد استفاده قرار دارد میزان آلایندگی این نهاده ها باید به دقت مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد زیرا در نهایت این انسان است که در زنجیره غذایی در راس قرار گرفته است.

در طی چند دهه گذشته بویژه از آغاز انقلاب سبز شاهد افزایش بی رویه نهاده های کشاورزی و خصوصا کودهای شیمیایی هستیم ، این بستری را برای پژوهشگران و دانشمندان فراهم می سازد تا بتوانند تغییرات تجمعی فلزات سنگین را که در چند دهه گذشته افزایش یافته است بیشتربررسی نمایند.

متاسفانه ارزیابی مناسبی ازریسک اکولوژیکی آلودگی فلزات سنگین ، ناشی از مصرف کودهای شیمیایی در کشورمان انجام نشده است و نیز اطلاعات کافی نیز در ارتباط با مقایسه کشاورزی رایج (Conventional farming) با سنتی (Traditional farming) و ریسک اکولوژیکی آلودگی فلزات سنگین در این مقایسه وجود ندارد.

علوم جدید عوارض جانبی ناشی از فلزات سنگین را موردمطالعه قرار داده و مشخص شده است موادی نظیر آرسنیک ،کادمیوم ،سرب ،جیوه و نیکل می توانند موجودات زنده اکوسیستم زمین را تحت تاثیرسوء خود قرار دهند .

آرسنیک :

آرسنیک معمولا به صورت محلول در آب می تواند پراکنده شود در صورتی که میزان آلودگی این عنصر بیش از حد باشد مقادیری از آن می تواند توسط گیاهان جذب شده و مشکلات زیست محیطی را باعث گردد.

گیاهان آرسنیک را به آسانی جذب می کنند بنابراین ممکن است غلظت آرسنیک در غذا بالا باشد. غلظت بالا و خطرناک آرسنیک غیرآلی که در حال حاضر در آبهای سطحی موجود است، احتمال تغییرات ژنتیکی در ماهیها را افزایش می دهد. در این شرایط آرسنیک دربدن جانداران گیاهخوار آب شیرین تجمع می یابد. پرندگان ماهی هایی را می خورند که در بدن آنها آرسنیک زیادی وجود دارد و وقتی این ماهی در بدن آنها تجزیه می شود، در اثر سم آرسنیک می میرند.

با توجه حلالیت این عنصر در آب می توان بیان داشت که توجه به کیفیت آب شرب شهرها چقدر می تواند خطیر باشد.

در پژوهش هایی که در آفریقای جنوبی انجام پذیرفته مشخص شده است که کودهای سولفات پتاسیم با خلوص 5/99% دارای 5/0% ناخالصی و آلوده به سرب و آرسنیک بوده است همچنین کودهای سولفات روی با 5/99% خلوص دارای ناخالصی هایی شامل کادمیوم ، آرسنیک و سرب بوده است.این کودها متاسفانه در اغلب کشور ها در کشاورزی رایج مورد استفاده قرار می گیرد.

جیوه :

جیوه به عنوان یک فلز سنگین معمولا تجمع بسیار کمی در گیاهان دارد و عمدتا این عنصر با مصرف متیل جیوه در ماهی و غذاهای دریایی می تواند سلامت انسان را به خطر بیندازد.تاکنون آلودگی جیوه در کودهای شیمیایی گزارش نشده است.

نیکل :

نیکل به عنوان یک فلز سنگین عمدتا در pHهای پایین خاک توانایی تحرک بیشتری در آب و خاک خواهد داشت.وجود نیکل در گیاهان می تواند نشان دهنده آلودگی منطقه به این فلز باشد.البته سمیت این عنصر خیلی بالا نیست زیرا در برخی شرایط به عنوان یک عنصر مغذی ناچیز (Trace nutrient) عمل می کند.

معمولا آلودگی با نیکل در کودهای شیمیایی و محصولات کشاورزی به دلیل ویژگی های فوق بعید به نظر رسیده و آلودگی این عنصر در کودهای شیمیایی گزارش نشده است.

پژوهش ها نشان داده است که استفاده کلرور پتاسیم و کلرور آمونیوم می تواند میزان تحرک کروم و نیکل را در خاک افزایش دهد در مجموع می توان بیان داشت استفاده از کودهای شیمیایی می تواند ضمن تامین مواد غذایی مورد نیاز گیاه باعث گردد تا میزان غلظت فلزات سنگین وتحرک آنها در خاک بیشتر شود .

آزمایشی در استان جیانگسو چین بر روی آلودگی فلزات سنگین خوراک دام وطیور و کودهای کشاورزی منطقه انجام شده است در این آزمایش که بر روی 31 گیاه و 97 نمونه خوراک دام وطیور صورت پذیرفته نشان داده است که اکثر نمونه های موجود خوراک دام و طیور دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین بوده که این میزان بیش از استاندارد ملی توصیه شده می باشد.کودهای حیوانی تولید شده در منطقه مذکور نیزپس از بررسی نشان داد که میزان مس ، روی ،سرب ، کادمیوم و کروم آنها بالا بوده که این خود نشان دهنده آلودگی منطقه می باشد.

کادمیوم :

کادمیوم به عنوان یک عنصر متحرک در خاک می تواند در دسترس گیاه قرار گرفته و جذب شود این عنصر نسبت به سایر فلزات سنگین از تحرک بیشتری برخوردار بوده به گونه ای که تجمع آن در محصولات غذایی نگرانی های قابل توجهی را به وجود آورده است.البته در مطالعاتی که انجام شده است نشان داده است که گونه هایی گیاهی مختلف تمایل متفاوتی به جذب کادمیوم دارند می توان در مجموع موارد ذیل را که نتیجه آزمایشات گوناگون است به عنوان توصیه اینگونه بیان نمود:

از آنجائی که نرخ جذب و تجمع کادمیوم در اندام های خوراکی سبزی ها بیشتر از سایر گیاهان می باشد لذا توصیه می گردد حتی الامکان از مصرف سبزی های رشد یافته در آب و خاک آلوده به کادمیوم پرهیز شود.

این موضوع در مورد کاهو که بیشترین مقدار جذب و تجمع کادمیوم در برگ و ساقه را دارا می باشد از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و پس از آن به ترتیب شامل مصرف شوید، شاهی، ریحان و اسفناج نیز می شود. از میان سبزی ها تره فرنگی کمترین مقدار کادمیوم را از محیط ریشه جذب می کند و نعناع در مرتبه بعد از آن قرار دارد. به عبارت دیگر مصرف این دو سبزی از لحاظ انتقال کادمیوم به بدن به مراتب کم خطرتر از مصرف کاهو، شوید، شاهی، ریحان و اسفناج می باشد. شایان ذکر است که مقدار تجمع کادمیوم در کاهو حدوداً 5/1 تا 2 برابر بیش از شوید، شاهی، ریحان و اسفناج می باشد که در مقایسه با تره فرنگی و نعناع این نسبت به ترتیب بیش از حدود 6 و 4 برابر می باشد.

اختلاف فاحش تجمع کادمیوم در پوست بعضی از محصولات نظیر خیار، کدو، هویج و بادمجان نسبت به شکل پوست کنده آن، ضرورت پوست گیری از این محصولات ( در صورتیکه در محیط آلوده به کادمیوم رشد کرده باشد)، قبل از مصرف را به خوبی نشان می دهد.

شایان ذکر است که مقدار تجمع کادمیوم در پوست خیار وکدو در مقایسه با بخش بدون پوست آن حدود 4 و 3 برابر می باشد. این نسبت برای پوست بادمجان و هویج تقریباً 25/1 برابر نسبت به محصول بدون پوست آن می باشد.

تحرک کادمیوم و جذب آن در گیاه تحت تاثیر ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک به ویژه pH خاک قرار دارد.

پژوهش ها نشان می دهد با کاهش pHخاک شاهد افزایش تحرک فلزات سنگین خواهیم بود به عنوان مثال سرب به عنوان یک آلاینده زیست محیطی در محدوده های پایین pHخاک تحرک بیشتری از خود نشان می دهد.البته حلالیت سرب در آب کم است .امروزه استفاده از سرب را می توان در فرایندهای صنعتی نظیر صنعت رنگ لحیم کاری و غیره به عنوان یک عامل آلاینده زیست محیطی مورد مطالعه قرار داد.در این میان صنعت خودرو سازی و سرب به کار رفته در رنگ خودروها خود عامل مهم زیست محیطی می باشد.

کودهای فسفاته بزرگترین منبع فلزات سنگین در بین سایر کودهای شیمیایی می باشد. در آزمایشی تاثیر کودهای شیمیایی بر جذب عنصر کادمیوم توسط برنج مورد مطالعه قرار گرفته است نتایج حاکی از این است که در محدوده بین pH 5/4 تا 5/5 می تواند بیشترین غلظت کادمیوم در گیاه برنج جذب گردد و هرچقدر که pH خاک افزایش یابد با کاهش جذب این عنصر روبرو خواهیم بود.

این تحقیق نشان داد که روند جذب کادمیوم توسط برنج بسته به منابع کودی استفاده شده متفاوت بوده وکمترین میزان جذب در کاربرد کودهای آلی بوده و بیشترین جذب کادمیوم مربوط است به استفاده از کودهای شیمیایی.

به طور معمول در بین کودهای شیمیایی اصلی کودهای نیتروژنه و پتاسیم از درجه اهمیت آلایندگی کمتری نسبت به کودهای فسفاته برخوردارند و درجه اهمیت آلایندگی کودهای فسفاته عمدتا مربوط به کادمیوم می باشد همچنین اهمیت این عنصر در کودهای فسفاته بسته به سنگ معدن آن بوده که چه مقدار آلایندگی کادمیوم را در خود جای می دهد.

یکی از معضلاتی که امروزه در کشورهای صنعتی نظیر هندوستان کشورهای منطقه را دچار بحران می کند ورود محصولات آلوده این کشورها می باشد.

در واقع آب آبیاری کشورهایی نظیر هند عمدتا با فاضلاب تامین می گردد وباعث آلودگی محصولات تولیدی کشاورزی آن منطقه خواهد شد و خطرات زیست محیطی را به بار می آورد.

تلفن های همراه ارزان قیمت با باطری های نیکل کادمیومی که به وفور در کشور یک میلیاردی هند به فروش می رسد با داشتن کیفیت پایین و فرسودگی فراوان با طول عمری کمتر از شش ماه به عنوان یک زباله خطرناک در هندوستان دفع شده و به طور مستقیم فضلاب پساب آلوده شهرها جهت آبیاری محصولات این کشور مصرف می شود.

تصور کنیم اگر 20% جمعیت یک میلیاردی هند تلفن همراه داشته باشند که پس از استفاده باطری آن را دور بیاندازند سالیانه بالغ بر دویست میلیون باطری نیکل کادمیومی در هند چه معضل زیست محیطی را به بار خواهد آورد ، البته این فقط بخش کوچکی از آلودگی کشورهای صنعتی می باشد که بدون در نظر گرفتن اکوسیستم فقط از تکنولوژی صرف بهره می جویند دراینگونه کشورها بهتراست تکنولوژی جایش را به اکوتکنولوژی (Ecotechnology) بدهد .

حال در نظر داشته باشیم ادویه بسیاری از کشورها در هند تولید می شود و به سراسر جهان صادر می گردد و همچنین می توان برنج های آلوده را نیز به این مسئله اضافه کرد.

در پایان برای این که جامعه ما بتواند از آلودگی های زیست محیطی در امان باشد توجه همه مسئولان امر به ویژه سازمان استاندارد و حفاظت محیط زیست را می طلبد تا با استانداردهای مناسب خطر در کمین ناشی از مشکلات زیست محیطی را برطرف ساخته و با فرهنگ سازی ارتباط انسان را همسو با طبیعت افزایش دهند.