خاک شناسی-آلودگی خاک -آلودگی هوا- دستورکارخاکشناسی


+ بررسی تاثیر آبیاری با فاضلاب کارخانه قند اصفهان بر خصوصیات شیمیائی خاک

بررسی تاثیر آبیاری با فاضلاب کارخانه قند اصفهان بر خصوصیات شیمیائی خاک

دانلود مقا له 

چکیده

آبیاری با پساب کارخانجات صنعتی در کشور ما امری است که در حال انجام است, اما از اثرات این آبیاری بر روی خصوصیات فیزیکی و شیمیائی خاک اطلاعات بسیار کمی در دست است. ثانیا کیفیت پساب هر کارخانه با کارخانه دیگر متفاوت بوده و بالطبع اثرات این پساب نیز متفاوت است. هدف از اجرای این طرح، ارزیابی تاثیر آبیاری با پساب کارخانه قند اصفهان بر روی خصوصیات مهم شیمیائی خاکهای تحت آبیاری در منطقه شرق اصفهان بود. آبیاری با پساب کارخانه قند با توجه به مواد موجود در آن به طور بالقوه ممکن است منشاء اثرات مفید و مضر بر خاک، ‌گیاه و آبهای زیرزمینی باشد. در این تحقیق اثر آبیاری با پساب بر خصوصیات مهم شیمیائی خاک از نظر کشاورزی شامل                                           بررسی ‌گردید. طرح از نظر آماری، در قالب کاملا تصادفی با سه تکرار و سه تیمار (1- تیمار آب معمولی به عنوان شاهد, 2- تیمار 50% پساب کارخانه قند و 50 درصد آب معمولی و 3- تیمارپساب کارخانه قند) انجام شد. آزمایش در فضای باز و در داخل ستونهای آزمایشی به قطر 110 و ارتفاع 400 میلیمتر اجرا شد. آبیاری با روش سطحی و با مقدار و دور ثابت و به تعداد دوازده آبیاری انجام شد.

بر اساس نتایج این تحقیق

کلمات کلیدی: آبیاری, فاضلاب صنعتی, کارخانه قند, خصوصیات مهم شیمیائی.

 

مقدمه

تاثیرپذیری خاک ،آب و گیاه از پساب، بسته به نوع پساب و مواد موجود در آن می‌باشد. اثر پساب کارخانه قند به دلیل ماهیت مواد موجود در آن مستقل از دیگر پسابها می‌باشد و تاکنون تحقیقی که تاثیر پساب کارخانه قند را برروی خصوصیات فیزیکی خاک ارزیابی نماید گزارش نشده است. با توجه به کمبود آب, پساب کارخانه قند اصفهان در حال حاضر برای آبیاری برخی اراضی کشاورزی و محصولات مختلف منطقه خاتون آباد مانند شبدر, یونجه و چعندرقند استفاده می گردد, هدف این طرح، ارزیابی تأثیر آبیاری با پساب کارخانه قند اصفهان بر روی خصوصیات شیمییائی خاک اراضی تحت آبیاری می‌باشد.

 

مواد و روش‌ها

مواد

          به منظور تعیین تاثیر آبیاری با پساب کارخانه قند بر روی خصوصیات شیمیائی خاک از نظر کشاورزی, تحقیق حاضر در تابستان 1384 در محل دانشگاه آزاد اسلامی خوراسگان بر روی خاکی با بافت رسی-سیلتی انجام گرفت. برای انتقال و ذخیره پساب از یک مخزن 500 لیتری استفاده شد. آزمایشها مطابق شکل 1 در داخل 21 ستون از جنس
پی-وی-سی انجام شد. ابعاد ستون‌ها به قطر 110 و ارتفاع 400 میلیمتر  بوده و با روش آبیاری سطحی آبیاری شد. مقدار 50 میلیمتر کف ستون با فیلتر شنی, 250 میلیمتر بعدی با خاک منطقه و 50 میلیمتر روی سطح خاک با فیلتر شنی پر شده و 50 میلیمتر بقیه برای آبیاری استفاده گردید. زمان آبیاری بر مبنای دور و حجم آبیاری ثابت و به تعداد 12 آبیاری انجام شد.

خاک آزمایشی

فضای آبیاری

فیلتر شنی

پایه فلزی

فیلتر شنی

شکل 1- نقشه نصب تجهیزات آزمایشگاهی (setup)

 

          طرح از نظر آماری، از نوع کاملا تصادفی در سه تکرار و سه تیمار (T1- تیمار آب معمولی به عنوان شاهد و T2- تیمار 50% پساب کارخانه قند و 50 % آب معمولی و T3- تیمار 100% پساب کارخانه قند) در فضای باز انجام شد. نمونه برداری خاک و آب در سه مرحله انجام شد. این سه مرحله شامل مرحله 1 (آبیاری 1)، مرحله 2(آبیاری 6) و مرحله 3 (آبیاری 12) می‌باشد. نحوه نامگذاری تیمارها و مراحل نمونه برداری مطابق جدول 2 می‌باشد.

 

جدول 1- نامگذاری تیمارها و مرحله نمونه برداری

 

مرحله نمونه برداری

تیمار اصلی

 اول (آبیاری 1)

دوم (آبیاری 6)

سوم  (آبیاری 12)

آب معمولی

T1

T11

T12

T13

50 % آب معمولی و 50 % پساب

T2

T21

T22

T23

100 % پساب

T3

T31

T32

T33

 

 

روشها                                                                 

          در این تحقیق بر روی نمونه های خاک, دو نوع آزمایش فیزیکی و شیمیائی و بر روی نمونه های پسآب آزمایش شیمیائی صورت گرفت. آزمایشات فیزیکی و شیمیائی خاک مطابق جدول 2 میباشد. آزمایشات کیفیت آب نیز بر روی آب ورودی (آب آبیاری) و آب خروجی از ستونها مطابق جدول 3 انجام ‌شد. کلیه آزمایشات مذکور در سه مرحله نمونه برداری (جدول 1) انجام گردید.

 

 

 

جدول 2- آزمایشات فیزیکی و شیمیائی خاک

ردیف

نام آزمایش

روش آزمایش

مرجع آزمایش

طبقه بندی آزمایش

 

بافت خاک

روش هیدرومتری

(Lee & Bauder, 1986)

فیزیکی

 

جرم مخصوص ظاهری خاک

روش کلوخه

(Klute 1986)

فیزیکی

 

هدایت الکتریکی

با دستگاه هدایت سنج

(Page 1991)

شیمیائی

 

مواد آلی

اکسیداسیون سرد

(Nelson & Sommers, 1987)

شیمیائی

 

پ- هاش

با دستگاه pHمتر

(Page 1991)

شیمیائی

 

درصد آهک

تیتراسیون با اسید کلریدریک

(زرین کفش, 1371)

شیمیائی

 

 

 

 

شیمیائی

 

 

 

 

شیمیائی

 

 

 

 

شیمیائی

 

جدول 3- آزمایشات شیمیائی آب ورودی و خروجی

ردیف

      نام آزمایش

روش آزمایش

مرجع آزمایش

توضیح

 

هدایت الکتریکی

با دستگاه هدایت سنج

(Page 1991)

 

 

pH

با دستگاه pHمتر

(Page 1991)

 

 

منیزیم محلول

تیتراسیون به کمک EDTA

(Klute 1986)

 

 

سدیم محلول

Flame Photometer

(Page 1991)

 

 

کلسیم محلول

تیتراسیون به کمک EDTA

(Klute 1986)

 

 

          به منظور نمونه برداری از خاک ستونها, در طی دوره آزمایش, از بعضی از ستونهای آزمایشی نمونه برداری شده و ستون مورد نظر از چرخه آزمایشات خارج گردید. از کل 21 ستون آزمایشی, از 3 ستون در مرحله اول به عنوان شرایط اولیه[1] و از 9 ستون در مرحله دوم و از 9 ستون باقیمانده در مرحله سوم نمونه برداری گردید. آزمایشات فیزیکی و شیمیائی خاک بر روی نمونههای دست خورده انجام شد.

 

کیفیت آب ورودی و خروجی:

 

 

 

EC (ds/m)

PH

Cl (me/l)

SAR

تیمار 1 (شاهد)

مرحله اول

ورودی

0.4

8.75

12

1.2

 

 

خروجی

2.74

8.35

17

8.4

 

مرحله آخر

ورودی

0.9

8.61

14

1.3

 

 

خروجی

2

8.27

24

1.8

تیمار 2 (50 درصد)

مرحله اول

ورودی

1.5

8.25

10

4.5

 

 

خروجی

 

 

 

 

 

مرحله آخر

ورودی

2.1

8.41

13

4.2

 

 

خروجی

3.8

8.51

14

8.6

تیمار 3 (100 درصد)

مرحله اول

ورودی

2.8

7.71

17

6.2

 

 

خروجی

 

 

 

 

 

مرحله آخر

ورودی

3.1

7.96

22

9.5

 

 

خروجی

5.2

7.85

39

15.5


 

نتایج و بحث

 

اعداد جداول میانگین سه عدد (سه تکرار) می باشد. آنالیز و بحث روی خصوصیات شمیائی صورت گیرد. خصوصیات فیزیکی برای اطلاعات بیشتر آورده شده است.

OM (%)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

0.93

0.93

0.93

6

0.92

0.98

1.05

12

0.92

1.00

1.06

 

 

 

 

CaCo3 (%)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

36.67

36.67

36.67

6

38.00

36.67

36.73

12

36.63

36.70

37.17

 

 

 

 

 

EC (ds/m)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

2.63

2.63

2.63

6

2.58

2.66

2.63

12

2.68

2.64

2.68

 

 

Cl (me/l)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

5.00

5.00

5.00

6

3.00

2.00

2.00

12

3.00

3.00

2.00

 

 

 

 

 

 

 

 

PH (1:5)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

7.87

7.87

7.87

6

7.88

8.06

8.02

12

7.88

7.97

8.06

 

 

SAR

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

4.35

4.35

4.35

6

4.33

4.27

4.40

12

4.28

4.35

4.49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SP  (%)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

43.87

43.87

43.87

6

44.33

44.70

45.77

12

45.08

44.97

46.15

 

 

 

Bd (gr/cm3)

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

1.38

1.38

1.38

6

1.39

1.44

1.39

12

1.44

1.37

1.39

 

 

 

 

 

Texture

 

 

 

 

T1

T2

T3

1

Si-Cl

Si-Cl

Si-Cl

6

Si-Cl

Si-Cl

Si-Cl

12

Si-Cl

Si-Cl

Si-Cl

 

 

مراجع

1.     بای بوردی, م., 1372, فیزیکی خاک, چاپ پنجم, انتشارات دانشگاه تهران.

2.     توکلی, م. و م. طباطبائی, 1378, آبیاری با فاضلاب تصفیه شده, مجموعه مقالات همایش جنبه‌های زیست محیطی استفاده از پسابها درآبیاری، انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران, نشریه شماره 28.

3.     زادهوش, ع., 1377, بررسی تاثیر آبیاری با پساب تصفیه خانه شمال اصفهان بر محصولات کشاورزی, پایان نامه کارشناسی ارشد, گروه آبیاری و آبادانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

4.     زرین کفش, م., 1371, خاکشناسی کاربردی, انتشارات دانشگاه تهران.

5.     سلماسی, ر., 1380, اثر آبیاری با پساب بر تجمع فلزات سنگین در خاکهای منطقه ورامین, پایان نامه کارشناسی ارشد, گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

6.     سوری, ح., 1381, آبیاری با پساب تصفیه خانه اکباتان و اثر آن بر محصول, پایان نامه کارشناسی ارشد, گروه آبیاری و آبادانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

7.     طباطبائی, س. ح., 1383, تغییرات زمانی معادله نفوذ آب در خاک در آبیاری جویچه ای متاثر از بافت خاک و شرایط مدیریتی مزرعه, رساله دکتری در رشته آبیاری و زهکشی, دانشگاه تهران.

8.     طباطبائی، س.ح. 1379، رفع آلودگـی فلزات سنگـین فاضلابهای شهری با استفاده از زئولیتهای طبیعی ایران، سمینار دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگـاه تهران.

9.     عابدی, م. ج. و پ. نجفی, 1380,استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی, انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران, شماره انتشار 47, ص. 248.

10. Czyzyk, F., 1996, Effect of long-term irrigation with municipal wastes on subterranean. Zeszyty- Naukowe- Akademii- Rolniczey-We-Wroclawiu. –Konferencye (Poland). No. 293(1) p. 33-41.

11. Klute, A., 1986, Methods of soil analysis, Part I. Physical and mineralogical methods, (2nd ed), Agro. Monger. 9, ASA and SSSA, Madison, WS, USA. P.1189.

12. Lauver L., 2000. Nitrogen mass balance for municipal wastewater. Practice periodical of Hazardous, Toxic and Radioactive waste Management vol. 4, No.1, p. 36-38.

13. Lee, G. W. and J. W. Bauder, 1986, Particle size analysis, PP.383-411. In: A. Klute (ed). Methods of soil analysis, Part 1 (2nd ed.) Agro. Monger. 9, ASA and SSSA, Madison, WS, USA.

14. Nelson, D. W. and L. E. Sommers, 1987, Total carbon, organic carbon and organic matter, PP. 539-577. In: A. L. page, R. H. Miller and D. R. Keeney (eds.) methods of soil analysis. Part 2- Chemical and Microbiological properties (2nd ed.), Agronomy 9.

15. Page, A. L, 1991, Methods of soil analysis, (2nd ed.), ASA and SSSA, Madison, WS, USA.

16. Sharmasarkar, S., F. Cassel, R. Zhang, G. F. Vance, S. D. Miller and M. J. Reddy, 2000, Modeling Nitrate Movement in sugar beet soil under flood and Drip Irrigation. ICID Journal, Vol.49, No.1 P.43-54.

17. USEPA, 1998, Estimation of infiltration rate in vadose zone: compilation of simple mathematical models, U.S. Environmental Protection Agency, EPA/600/R-97/128a, February 1998.

WHO, 1989, Health guideline for the use of wastewater in agriculture, Technical report no. 778, WHO,



[1] - Initial condition