پایش و ارزیابی ریسک سلامت ناشی از تجمع فلزات سنگین در گندم آبیاری شده با پساب تصفیه شده (مطالعه موردی: شهرستان ری)

سابقه و هدف: کمبود منابع آب شیرین به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک به یکی از چالش های زیست محیطی مهم جهان تبدیل شده است. استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده به عنوان منبع جایگزین برای آبیاری در کشاورزی، به منظور کاهش فشار بر منابع آب، در بسیاری از کشورها رایج شده است. با این حال، این اقدام ممکن است منجر به انتقال و تجمع فلزات سنگین در خاک و محصولات کشاورزی شده و درنتیجه خطراتی برای سلامت انسان ایجاد کند. فلزات سنگین نظیر کادمیوم (Cd)، مس (Cu)، نیکل (Ni)، سرب (Pb) و روی (Zn) به دلیل پایداری بالا و سمیت بالقوه، ازجمله مهم ترین آلاینده ها در سیستم های خاک-گیاه محسوب می شوند. پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری غلظت فلزات سنگین یادشده در خاک و گیاه گندم آبیاری شده با پساب تصفیه شده در شهرستان ری، ارزیابی سطح آلودگی و خطرات سلامت ناشی از مصرف دانه گندم و بررسی الگوی تجمع و انتقال این فلزات در سیستم خاک–گندم انجام گرفت.مواد و روش ها: این مطالعه در زمین های کشاورزی شهرستان ری، واقع در جنوب استان تهران، با اقلیم نیمه خشک و میانگین بارندگی سالانه ۲۱۲ میلی متر اجرا شد. منبع آبیاری مزارع، پساب تصفیه خانه فاضلاب جنوب تهران بود که از فرآیند لجن فعال با حذف نیتروژن استفاده می کند. نمونه برداری از خاک سطحی (عمق ۱۵-۰ سانتی متر) و گیاه گندم در ۱۰ مزرعه طی دوره برداشت در خردادماه ۱۴۰۳ انجام شد. بخش های مختلف گیاه شامل ریشه، ساقه و دانه تفکیک و آماده سازی گردید. غلظت کل Cd، Cu، Ni، Pb و Zn در نمونه های خاک و گیاه پس از هضم اسیدی (Aqua Regia) با دستگاه جذب اتمی (Varian ۲۲۰-AA) اندازه گیری شد. کیفیت پساب (شامل pH، NO۳-، PO۴۲- و TSS) بر اساس روش های استاندارد APHA (۲۰۰۵) تعیین گردید. به منظور بررسی رفتار فلزات، فاکتور غلظت زیستی (BCF) و فاکتور انتقال (TF) محاسبه شدند. همچنین، شاخص دریافت روزانه (EDI) و شاخص خطر غیرسرطان زا (HI) برای ارزیابی ریسک سلامت انسان بر اساس مدل USEPA (۱۹۸۹, ۲۰۱۱) محاسبه گردید.یافته ها: نتایج نشان داد که غلظت نیترات و کادمیوم در پساب از حدود مجاز ملی و استانداردهای FAO/WHO فراتر رفته است، در حالی که Ni نیز بالاتر از حد مجاز FAO/WHO ولی در محدوده مجاز ایران بود. میانگین غلظت Cd، Cu، Ni، Pb و Zn در خاک به ترتیب ۱۶/۳، ۳۵/۴۷، ۹۹/۴۵، ۴۷/۷۰ و (mg kg-۱) ۲۹/۱۰۷ بود. بیشترین تجمع فلزات در ریشه و کمترین در دانه مشاهده شد. غلظت Cd، Cu، Ni و Pb در دانه گندم بیشتر از حدود مجاز FAO/WHO بود، در حالی که Zn در محدوده ایمن قرار داشت. مقادیر BCF و TF برای همه فلزات کمتر از یک بود که نشان دهنده توانایی محدود گندم در انتقال فلزات از ریشه به دانه است. با این وجود، شاخص HI برای کودکان و بزرگ سالان بیش از ۱ به دست آمد که بیانگر خطر بالقوه سلامت غیرسرطان زا است؛ کودکان در مقایسه با بزرگ سالان در معرض خطر بیشتری قرار داشتند.نتیجه گیری: پژوهش حاضر نشان داد که استفاده از پساب تصفیه شده برای آبیاری گندم در شهرستان ری سبب افزایش غلظت Cd و Ni در خاک و گیاه شده و مقادیر Cd، Ni و Pb در دانه گندم از حدود مجاز فراتر رفته است. هرچند گندم عمدتا فلزات را در ریشه ها انباشته می کند، اما خطر سلامت ناشی از مصرف دانه گندم همچنان قابل توجه است؛ بنابراین، پایش مستمر کیفیت پساب و خاک، به کارگیری فناوری های پیشرفته تصفیه و استفاده از ارقام گندم با توان جذب پایین فلزات توصیه می شود. همچنین، بررسی بیشتر سایر محصولات آبیاری شده با این پساب برای حفظ ایمنی غذایی و سلامت عمومی ضروری است.

کلیدواژه ها:

پساب تصفیه شده ، ریسک خطر ، شهرستان ری ، فلزات سنگین ، گندم