Skip to main content
SUPERVISOR
Norolah Mirghafari,Alireza Safianian
نوراله میرغفاری (استاد مشاور) علیرضا سفیانیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Shahbazi
علی شهبازی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Impact Assessment of Agricultural Activities on Heavy Metals Accumulation in Hamedan Province Soils
Use of chemical fertilizers, pesticides and sewage sludge in agriculture lands caused increase of heavy metals concentration in the soils in the many parts of the world. Between different soil pollutants, heavy metals have a high level of importance. Heavy metals not only directly affect chemical characteristics, reduction in biological activities and biologic access to nutrient elements in soil; but also considered as a serious danger to human health by entering to food chain. Thus, stunding accumulation trend for soil pollution monitoring of heavy metals in indisoensible for maintaining the environment guality and should be cosidered at different levels of dicision making by researches and managers. The aim of this study is comparing metal concentrations of cadmium, cobalt, chromium, copper, nickel and lead in different cultivation archaism lands and impact assessment of agricultural activities duration on heavy metal accumulation trend and and assessment of soil pollution in different region was using contamination factor index. Therefore by different satellite imagery during different years and deliberation of vegetation in each image, sites with different cultivation archaism but same bedrocks (alluvial) have been chosen. Sampling has been done in 6 sites including 2 sites in Nahavand Hamedan, 2 sites in Kabudarahang Famenain and 2 sites in Razen Shirinsoo which have an agriculture archaism approximately 65, 35 20 years, respectivly. 97 soil samples were taken by systematic method from agriculture fields. Also 12 samples were taken from intact sites as control points. The concentration of heavy metals and some soil parameters such as EC, pH, the percentage of organic matter, sand, silt and clay were analysed. To compare concentration of heavy metals in farms with different cultivation archaism, we used ANOVA and LSD test. To determine trend in metals concentration Kendall and Spearman tests were used. Comparison of different cultivations showed that the concentration of heavy metals in the soil under 65 years cultivation were more than soil under 35 years cultivation which were higher than soil under 20 years cultivation. Also the mean concentration of all metals in different cultivations were more than mean cocentration at control points. The results showed a significant difference for all metals except Pb between 65 years cultivation archaism and control points, and also there was a significant difference between 35 years cultivation archaism and control point for some metals (Cr, Cu and Zn).The concentration of Cr (43.3%), Cu (31.52%) and Cd (31.15%) has had more amplification from other heavy metals during 65 years. The heavy metal accumulation trend in soil under 65 years cultivation for Cd, Co, Cr and Cu was exponential, but this pattern was quadratic for Ni and linear for Pb. The results of contamination factor also showed that cultivations with more archaisms have higher risk than heavy metals contamination. Also, based on calculated contamination factor, the soils which considered as none and none to medium pollution Keywords : Hamedan province, Soil pollution, Heavy metal accumulation trend, Agricultural activities, Contamination factor
مقادیر زیادی مواد شیمیایی نظیر کودهای شیمیایی و حشره کش ها و همچنین لجن فاضلاب سالیانه در خاک های کشاورزی به کار برده می شود، چنین کاربردی ممکن است نتیجه در افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک داشته باشد. از بین آلوده کننده های متنوع خاک، فلزات سنگین حائز اهمیت زیادی هستند. آلودگ ی فلزات سنگین نه تنها به طور مستقیم بر خصوصیات شیمیایی خاک، کاهش فعالیت های بیولوژیکی و کاهش دستیابی زیستی عناصر غذایی در خاک تأثیر می گذارد، بلکه خطر جدی برای سلامتی انسان با ورود به زنجیره غذایی محسوب می‌شوند. لذا بررسی روند تجمع فلزات سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است و باید مدنظر محققین و برنامه ریزان در در سطوح مختلف مدیریتی قرار گیرد. هدف از این مطالعه، مقایسه غلظت فلزات سنگین در مناطق با قدمت متفاوت از نظر کشاورزی و بررسی اثر مدت فعالیت‌های کشاورزی بر روند تجمع فلزات سنگین و ارزیابی آلودگی خاک مناطق مختلف با استفاده از شاخص فاکتور آلودگی بود. به همین منظور با کمک تصاویر ماهواره‌ای و بررسی پوشش گیاهی در هر تصویر، مناطق مورد نظر که از نظر قدمت کشت متفاوت بودند، انتخاب شدند. 6 منطقه کشاورزی در کل استان شامل دو منطقه در نهاوند و همدان، دو منطقه در کبودرآهنگ و فامنین و 2 منطقه در رزن و شیرین سو که به ترتیب تقریباً از 65، 35 و 20 سال قبل کشاورزی در این مناطق شروع شده است، انتخاب شد. تعداد 97 نمونه خاک در مناطق کشاورزی از عمق 20-0 سانتی متر به روش سیستماتیک برداشت شد. همچنین 12 نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی متر در مناطقی که هیچگونه فعالیت کشاورزی صورت نمی گرفت و بکر بود به عنوان نقاط کنترلی برداشت شد. غلظت فلزات سنگین و برخی پارامترهای خاک از جمله pH، EC، درصد ماده آلی، درصد شن، درصد سیلت، و درصد رس تمامی نمونه ها آنالیز شد. جهت مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در مناطق مختلف از آزمون ANOVA و LSD استفاده گردید. به منظور پی بردن به وجود روند تجمع فلزات در مناطق انتخاب شده از آزمون اسپیرمن و کندال استفاده شد. مقایسه غلظت فلزات در مناطق کشاورزی مختلف نشان داد که میانگین غلظت در کشت 65 ساله بیشتر از کشت 35 ساله و در کشت 35 ساله بیشتر از کشت 20 ساله است. همچنین میانگین غلظت برای همه فلزات در مناطق کشاورزی مختلف بیشتر از میانگین غلظت برای فلزات در نقاط کنترلی بود. نتایج نشان دهنده اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد بین کشت 65 ساله و نقاط کنترلی برای همه فلزات بجز برای سرب بود. همچنین تفاوت معنی دار بین کشت 35 ساله و نقاط کنترلی برای بعضی از فلزات (کروم، مس و روی) دیده شد. مقایسه میانگین غلظت فلزات در نقاط کنترلی و مناطق 65 ساله نشان داد که غلظت فلزات کروم (43.3%)، مس (31.52%) وکادمیم (31.15%) درصد افزایش بیشتری نسبت به سایر فلزات داشته است. روند تجمع در خاک در مزارع 65 ساله، برای فلزات کادمیم، کبالت، کروم، مس و روی بصورت نمایی، برای نیکل این مدل به صورت معادله درجه 2، و برای سرب این مدل خطی بود. شاخص فاکتور آلودگی خاک نشان داد که کشت 65 ساله بالاترین میزان ریسک آلودگی را برای همه فلزات بجز سرب دارد. همچنین بر اساس فاکتور آلودگی نمونه های خاک برای کشت های مختلف بیشتر در طبقه بدون آلودگی و بدون آلودگی تا آلودگی متوسط قرار داشتند. کلید واژه‌ها : استان همدان، آلودگی خاک، روند تجمع فلزات سنگین، فعالیت های کشاورزی، فاکتور آلودگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی