آلودگی خاک

آلودگی خاک
هر گونه تغییر در ویژگی های اجزای متشکله خاک به طوری که استفاده از آن ناممکن گردد آلودگی خاک نامیده می شود.
آلودگی شیمیایی از یک نظر به معنی انحراف عناصر شمیایی از چرخه های طبیعی خود است کربن ، نیتروژن و فسفات هایی که از زباله های شهرها به آبهای روان منتقل می شوند در حقیقت از چرخه خاک و گیاه خارج شده اند. هنگامی که از هوا وآب به عنوان محل تخلیه فاضلاب استفاده می شود ، آلودگی ایجاد می گردد، زیرا هوا و آب می توانند به آهستگی اجزای را به چرخه های طبیعی خود بازگردانند.از سوی دیگر ذرات خاک با وسعت سطوح و فعالیت های کاتالیزوری خود همراه با آب و اکسیژن موجود می توانند آلوده کننده ها را بی اثر کنند. خاکها زباله و پسمانده را سریعاً تجزیه می کنند و اجزای آنها را به چزخه های طبیعی خود باز می گردانند و در نتیجه اختلال و به هم خوردگی محیطی حاصل از فعالیت انسان را به حداقل کاهش می دهند.
نقش عناصر سمی در آلودگی خاک:
تمام یون های عناصر غذایی کم مصرف در غلظت های موجود در خاک خیلی بیشتر از حد طبیعی مسموم کننده هستند. وقوع طبیعی عناصر سمی در غلظت های زیاد در خاک ها به جز در مورد مسمومیت های گیاهی توسط AlBe ، Cr ، Zn ، As ، Cd ، Hg و Pb را شامل می شود. آلودگی های خاک ناشی از کارخانه های ذوب فلزات ، زباله های شهری و صنعتی حشره کش ها و ترافیک اتومبیل ها همگی می توانند غلظت های عناصر یاد شده در خاک را به حد سمی برسانند. حیواناتی که چرای آنها به نواحی آلوده محدود شده باشد، شدیدترین اثر تجمع مسموم کننده فلزات در خاک ها را نشان خواهند داد.خاک برای دفن بقایای آلوده کننده می تواند واسطه بسیار سالمتری از هیدروسفر یا اتمسفر باشد.خاک در مقایسه با هوا یا آب توان بهتری برای اکسیده کردن و ابقای آلوده کننده ها و انتقال آنها از زنجیره غذایی به خاک دارد.زباله شهری منبع بسیار با ارازشی از نیتروژن ، فسفات و آب برای گیاهان زراعی است.تحت مدیریت ضعیف ، استعمال زباله می تواند به آلودگی خاک توسط فلزات کمیاب منجر شود. برای پیش گیری از این واقعه، جلوگیری اولیه از الودگی زباله شهری به وسیله فلزات سمی است که توسط کارخانه های صنعتی ایجاد می شود. در خاک های اسیدی نادرند . آلودگی های خاک توسط عناصر سمی معمولاً در نتیجه فعالیت انسانی به وجود می آیند.عناصر آلوده کننده حاصل از فعالیت انسان و حالت های اکسایش آنها بر اساس عدد اتمی و نه بر اساس اهمیت
نقش ترکیبات معدنی مسموم کننده در آلودگی خاک :
ترکیبات معدنی حاوی جیوه Hg ، کادمیم Cd ، سرب Pb ، ارسنیک As ، نیکل Ni ، روی Zn ، منگنز Mn ، فلورین F و بر B موجب آلودگی خاک می شوند.ترکیبات حاوی آرسنیک و کادمیم بسیار سمی هستند.ترکیبات شامل جیوه ، سرب ، نیکل و فلورین سمیت متوسط دارند.ترکیبات حاوی بر ، مس ، منگنز و روی نسبتاً سمی هستند. به کار گیری تکنولوژی
مدرن از عوامل موثر در بروز آلودگی محیط ناشی از کاربرد اینگونه ترکیبات به شمار می آید در اثر سوزندان مواد نفتی و فعالیت کارخانجات ذوب فلز مقادیر زیادی از عناصر سمی وارد اتمسفر شده که می توانند بر روی نباتات و خاک نشسته و اثرات سوء خود را اعمال نمایند سرب از طریق احتراق بنزین در وسایط نقلیه موتوری و سوزانیدن زغال سنگ وارد اتمسفر می شود و در مواقع بارندگی و ریزش برف بر روی خاک نشست می کند سوپر فسفاتها و سنگ آهک معمولا دارای مقادیری از کادمیم ‌، مس ، منگنز ، نیکل و روی بوده و به کارگیری آنها آلودگی خاک را به دنبال دارد.آرسنیک در حشره کش ها مورد استفاده قرار گرفته و به علت پایداری دراز مدت در محیط از آن استفاده نمی شود.فلزات سنگین در ترکیب قارچ کش های آلی ، علف کش ها و حشره کش ها شرکت دارند که با کاربرد آنها ، موجبات آلودگی را فراهم می آورند.
نیتروژن:
نیتروژن مهمترین عنصر مورد مطالعه در شیمی خاک ، حاصلخیزی خاک و میکروبیولوژی خاک است. نیتروژن عنصر غذایی خاک است که بیشتر از سایر عناصر رشد گیاهان را محدود می کند.
نیتروژن فقط به صورت نیترات از خاک شسته می شود چون یون امونیاک توسط ظرفیت تبادلی خاک ابقا می شود.آبشویی نیترات برای آبهای سطحی و زیرزمینی یک خطر بالقوه آلودگی به حساب می آید.نیترات زدایی و جذب نیتروژن توسط گیاهان و میکروب ها غلظت نیترات را در محلول های خاک به حداقل می رساند. غلظت مجاز نیترات برای آبهای آشامیدنی در ایلات متحده 45 میلی گرم در لیتر است.غلظت بیشتر می توانند به مسمومیت ناشی از نیترات (ممتوگلوبی نیمیا) یا بیماری کبودی بچه در نوزادان منجر شوند.
آلودگی خاک ناشی از آفت کش ها:
مطالعه روی اثرات سوء نباتی نشان داده است که بعضی از آفت کش ها چون حشره کش های آلی کلره به دلیل پایداریشان در خاک نه تنها ممکن است محیط را برای نباتاتی که در تناوب زراعی وارد می شود نامطلوب سازند، بلکه ممکن است از طریق نقل و انتقال جذب در انساج چربی و بالاخره ورود به زنجیره غذایی موجبات آلودگی بخش های مختلف بیوسفر را فراهم سازند و حیات انسان و دیگر جاندارن را به مخاطره اندازد .پس مانده آفت کش های جستجو شده در خاک یا مربوط به ترکیبات شیمیایی معدنی پایدار چون ارسنیک، مس یا سرب بوده که تا قبل از جنگ جهانی دوم از آنها به عنوان حشره کش یا قارچ کش استفاده به عمل می آمده و یا مربوط هیدرو کربنهای کلره پایدار است که بعد از جنگ کشف و مورد استفاده قرار گرفته اند.آفت کش ها از راههای مختلفی وارد خاک می شوند که عبارتند از:
1- از طریق کاربرد مستقیم آنها در خاک
2- از طریق سمژاشی و برگشت مستقیم ذرات سموم معلق در هوا به زمین
3- سموم جذب شده در سطح ذرات خاک معلقدر هوا و نشست آنها بر زمین
4 – بقایای نباتی که به خاک اضافه می شوند و سموم جذب شده به وسیله موجودات زنده خاک (غیر ذره بینی) می باشد. محققین بررسی مسائل آلودگی محیط بر این عقیده اند که پسمانده های حشره کش ها در آب باران و گردد و غبار موجود در هوا حاصل سمژاشی هوائی نباتات بوده ، که مقداری از آنها به خاک منتقل شده و بعد از طریق تبخیر و فرار از سطح خاک به صورت ترکیبات گازی وارد هوا می شود و نتیجتاً آب بارانی که به زمین می رسد حاوی مقادیری از این مواد خواهد بود.
عوامل موثر در پایداری حشره کش ها در خاک عبارتند از:
1 ) طبیعت شیمیایی حشره کش ها
2 ) نوع خاک ، حشره کش ها بسته به کیفیت ساختمانی خود به وسیله بخش های مختلف خاک جذب می شوند.به عنوان مثال ، هپتاکلر و د.د.ت DDT به وسیله بخش رس ، دیازینون و ژارتیون به وسیله بخش شن وسیلت ع دی کلوفنتیون به وسیله هر دو بخش جذب و غیر فعال می گردند.این حشره کش ها تا حدودی به وسیله ماده آلی غیر فعال می شوند.
3 ) میزان مواد آلی : هر چه مواد آلی خاک بیشتر باشد، پایداری حشره کش نیز افزایش خواهد یافت.
4 ) میزان رس:میزان مواد کلوئیدی موجود در خاک می تواند روی پایداری حشره کش موثر باشد.
5 ) اسیدیته خاک : غلظت یون هیدروژن می تواند تجزیه حشره کش ها را در خاک تحت تاثیر قرار دهد.
6 ) یون های معدنی : اثر نوع و میزان کانی های خاک بر زمان پایداری حشره کش ها از طریق تاثیر در ساختمان و نوع خاک اعمال می گردد.
7 ) درجه حرارت : حشره کش ها از طریق تجزیه شیمیایی و باکتریایی و به صورت گاز یا بخار از خاک خارج می شونداین فرآیند تحت تاثیر درجه حرارت محیط قرار دارند.
8 ) رطوبت خاک : رطوبت هوای خاک که مستقیماً در ارتباط با رطوبت خاک می باشد می تواند پایداری حشره کش ها را از سه طریق : الف ) تاثیر در میزان جذب ، ب ) تاثیر در میزان انتشار، ج ) تاثیر در قابلیت حصول ، تحت تاثیر قرار دهد.
9 ) پوشش نباتی : خاک های فاقد پوشش نباتی یا در حال آیش در مقایسه با خاک های زیر کشت بیشتر در معرض تابش خورشید ، ورزش باد و بالاخره ضربات مستقیم قطرات باران هستند.با توجه به نقش درجه حرارت ، رطوبت و دیگر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در میزان پایداری حشره کش ها به نظر می رسد که اثر سایه افکنی نباتات ممکن است تا حدود زیادی در درجه پایداری حشره کش ها تاثیر گذارد.
10 ) شخم : حشره کش ها با عمل شخم به داخل خاک منتقل می شوند ولی آنهای که از طریق سمپاشی نبات و شستشوی برگی حاصل از بارندگی به خاک منتقل می شوند ممکن است برای مدتی طولانی در خاک باقی بمانند و هیچگونه تغییری در آنها به وجود نیایید . پایداری حشره کش ها در خاک تابع کیفیت شخم بوده و با آن تغییر می کند.
تصور می رود که ذرات سموم موجود در هوا در سطح ذرات گرد و غبار موجود در هوا متمرکز شده و پس از بارندگی به صورت قطرات حاوی حشرکش به خاک واریز شوند.انتقال ذرات حشره کش از طریق باران به زمین از اهمیت بیشتری برخودار است و مقدار سمی که از این طریق به خاک می رسد قابل توجه است . بالاترین رقم میزان DDTppm 210 و در آمریکا نیز رقمی معادل آن گزارش شده است.
در بین حشره کش های آلی کلره به نظر می رسد BHC (بنزن هگزا کلرید) بیشترین تاثیر را بر روی جانداران ریز خاک دارد.BHC در شمار حشره کش های کلره ای است که بیشترین سمیت را برای نبات ایجاد می کند و اغلب مقدار متوسطی از پس مانده آن در خاک باعث توقف رشد آن می گردد و مهمتر از همه طعم بخش خوراکی نبات را نا مطلوب می سازد
راههای خروج پس مانده آفت کش ها از خاک ، 1 ) فرار از خاک (بخار شدن) 2 ) آبشوی و آبدویدگی 3 ) توسط تجزیه میکروبی صورت می گیرد . جهت کاهش پس مانده آفت کش ها در خاک میتوان از روش های کاربرد ، اعمال قانون ( برقراری قوانین خاصی بازار آفت کش ها را تحت کنترل در آوردن)، شخم، آبیاری غرقابی ، اضافه کردن مواد شیمیایی ، افزایش فعالیت میکروبی ، گزینش مواد شیمیایی جدید ، استفاده نمود. که از طریق بارندگی در بریتانیای کبیر به خاک می رسد
نقش کودهای معدنی در آلودگی خاک :
آلودگی خاک ناشی از به کار گیری کودها از طریق تغییر در خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی و بالاخره بیولو»یکی خاک به وجود می آید.کودهای معدنی از سه طریق خصوصیات شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار داده و آلودگی آن را باعث می شوند:
الف ) تغییر غلظت املاح : در خاک عناصر غذایی به صورت املاح محلول در دسترس نبات قرار می گیرند ، ولی در عین حال مقادیرزیاد املاح محلول رشد و نمو نباتی را متاثر و دچار اختلال می سازد و در این شرایط خاک را شور می نامند(آلودگی)
ب ) تغییر pH
ج ) ایجاد مسمومیت و کاهش در عناصر جزء می باشد .
جلوگیری و محدود کردن آلودگی ناشی از ترکیبات غیر آلی سمی به دو طریق الف - عدم یا کاهش کاربرد آنها در خاک ، ب - مدیریت صحیح خاک و نبات در جهت ممانعت از گردش بیشتر آنها ، صورت می گیرد.
آلودگی خاک ناشی از فضولات آلی:
پتانسیل آلودگی فضولات آلی اعم از اینکه خانگی ، صنعتی یا روستایی باشند زیاد بوده و می تواند به عنوان یکی از عوامل موثر آلوده کننده منابع آب و خاک در شرایطی هوا به شمار آیند. فضولات حیوانی در محل های تغذیه دام و واحدهای پراکنده تولیدات حیوانی که هزارها حیوان در این محل ها نگهداری می شوند متمرکز گردیده است.
به کارگیری فضولات آلی در کشاورزی می تواند ، الف : کمک به افزایش تولید نماید ، ب : در دراز مدت موجب حاصلخیزی خاگ گردد، اما ضروری است که کمیت و کیفیت اجزاء متشکله آنها و نقشی که در تغذیه نباتی دارند مورد بررسی و در صورت لزوم تحت کنترل قرار گیرند.مزایای که به کارگیری زمین به عنوان انبار فضولات آلی می توان در نظر گرفت عبارت از : الف : ظرفیت پذیرش زیاد خاک برای موادی که به آن اضافه می شوند، ب : تجزیه و تخریب بخشی از این مواد به وسیله فعالیت های میکربی خاک،‍: ج : انجام واکنش بین بخش معدنی این مواد و خاک و مستقل از فعالیت میکروبی و در نتیجه خروج آنها از چرخه بیولوژیکی است.
معایب به کارگیری زمین به عنوان به عنوان انبار فضولات آلی عبارت از ، الف آلودگی خاک ناشی از فلزات سنگین و دیگر عناصر سمی محتوای آنها، ب: آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی ناشی از آبدویدگی سطحی و آبشوی فضولات به ویژه از نوع دارنده نیترات در مناطق مرطوب و نیمه مرطوب ، ج : آلودگی هوا ناشی از پراکندگی ذرات فضولات آلی در شرایط خشک ، د: اشاعه بیماری های مختلف به وسیله موجودات زنده میکربی فضولات آلی ،است.
آلودگی هوا :
این آلودگی هواست که طبیعت زیبا را در خود گم می‌کند و زندگی سالم را نه تنها از انسان‌ها بلکه از تمام موجودات سلب می‌کند.
موضوع چیست؟
ازن که جز اصلی مه دود است، گازی است که از ترکیب اکسید نیتروژن و هیدروکربنها در حضور نور آفتاب بوجود می‌آید. در اتمسفر ، ازن بطور طبیعی به صورت لایه‌ای که ما را از اشعه ماورای بنفش محافظت می‌کند، وجود دارد. ولی زمانی که در سطح زمین تولید شود، کشنده است.
از کجا می‌آید؟
اتومبیلها ، کامیونها و ... یکی از اصلی ترین منابع ازن هستند. در سال 1986 مقدار حیرت انگیز 6.5 میلیون تن هیدروکربنهای مختلف و 8.5 میلیون تن اکسیدهای نیتروژن توسط خودروهای موتوری وارد هوا شدند. نیروگاهها ، کارخانه‌های شیمیایی و پالایشگاههای نفت نیز سهم بزرگی در همین مساله دارند و نیمی از انتشار هیدروکربنها و نیتروژن در کشور آمریکا مربوط به آنهاست.
خطر مه دود
صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به ازن ، خطری است که هر 3 نفر از 5 نفر با آن روبرو هستند. اکثر مردم نمی‌دانند که مه دود به غیر از انسان به سایر موجودات زنده هم آسیب می‌رساند. مه دود ازنی مسئول صدمات زیاد به درختان کاج و نابودی محصولات کشاورزی در بسیاری از مناطق کشاورزی است.
هوای آلوده چیست؟
هر ماده‌ای که وارد هوا شود ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و زیستی آن را تغییر می‌دهد و به چنین هوای تغییر یافته هوای آلوده گویند.
عوامل آلوده کننده هوا
عوامل طبیعی :
فوران های شدید آتشفشان , وزش توفان , بادهای شدید و … گازها و ذراتی را وارد می‌کنند و سبب آلایش آن می‌شوند.
فعالیت انسان :
کارخانجات صنعتی ، کشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیروگاهها ، وسایل نقلیه و ... از عوامل آلوده کننده هوا هستند.
مواد آلوده کننده هوا
مونوکسید کربن :
گاز سمی مونوکسید کربن بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین می‌باشد. این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.
دی اکسید گوگرد :
عمدتا مربوط به نفت کوره نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اکسیدهای نیتروژن دار:
بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.
هیدروکربن‌های سوخته نشده :
عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.
ذرات ریز معلق :
به طور عمده از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.
برمید سرب :
در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیل‌ها حاصل می‌شود.
سایر ترکیبات سربی :
بنزین خودروها اغلب دارای ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب است، که به منظور روان کردن کار سوپاپ‌ها و بهسوزی بنزین به آن اضافه می‌شود. این ماده هنگام سوختن بنزین باعث پراکنده شدن ذره‌های جامد و معلق ترکیبات سرب در هوا می‌شود که هم سمی‌اند و هم به صورت رسوب‌های جامد وارد دستگاه تنفسی می‌شوند.
در جایی دور ، بالای سر ما ، لایه نامرئی و ظریفی از ازن وجود دارد که ما از تشعشعات خطرناک ماورای بنفش خورشیدی محافظت می‌کنند. لایه ازن قرنهاست که آنجا بوده است.
ولی اکنون انسان این سپر محافظ را از بین می‌برد. کلرو فلوئورو کربنها (CFCS) ، هالونها (halons) ) و سایر مواد شیمیایی مصنوعی ، در 10 تا 50 کیلومتری بالای سر ما شناورند. آنها تجزیه شده و ملکولهایی آزاد می‌کنند که ازن را از بین می‌برد.
CFC ها چه چیزهایی هستند؟
CFC ها موادی هستند که صدها مصرف گوناگون دارند. زیرا آنها تقریبا غیر سمی و مقاوم در برابر شعله بوده و به راحتی تجزیه نمی‌شوند. به خاطر چنین پایداری ، آنها تا 150 سال باقی خواهند ماند. گازهای CFC به آرامی تا ارتفاعات 40 کیلومتری صعود کرده و در آنجا تحت نیروی عظیم تشعشعات ماورای بنفش خورشید شکسته شده و عنصر شیمیایی کلر را آزاد می‌کنند. بعد از آزادی هر اتم کلر قبل از برگشت به زمین که سالها طول می‌کشد، حدود صد هزار مولکول ازن را از بین می‌برد. سه و شاید پنج درصد لایه ازن در سطح جهان تاکنون توسط گازهای CFC تخریب شده است.
با تخریب ازن در لایه‌های بالای اتمسفر ، کره زمین اشعه ماورای بنفش دریافت می‌کند که موجب بروز سرطان پوست ، بیماری آب مروارید چشم و تضعیف سیستم دفاعی بدن می‌شود. با نفوذ بیشتر اشعه ماورای بنفش از لایه‌های اتمسفر ، اثرات آن روی سلامتی بدتر شده ، بهره دهی محصولات کشاورزی و جمعیت ماهیها کاهش خواهد یافت و آسایش هر فرد روی این سیاره تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
اثرات زیست محیطی مقادیر عظیمی از مواد زاید خطرناک که هر ساله تولید می‌شود، موجب نگرانی بیش از پیش شده است. در سال 1983 ، 266 میلیون تن مواد زاید خطرناک تولید شده است.
به هدر ندهید...
کشورهای پیشرفته بیش از هفتاد هزار ماده شیمیایی مختلف تولید می‌کنند که بیشتر آنها بطور کامل از نظر ایمنی آزمایش نشده‌اند. استفاده نامحتاطانه از این مواد ، مواد غذایی و آب و هوای ما را آلوده کرده و اکوسیستمهایی را که ما به آنها متکی هستیم، شدیدا تهدید می‌کند.
عجله کار را خراب می‌کند...
مواد شیمیایی به بخش جدا نشدنی از زندگی روزانه ما تبدیل گشته‌اند. ما از وسایل رفاهی مانند پلاستیکها ، پودرهای رختشویی و آروزولها که از مواد شیمیایی ساخته شده‌اند، استفاده می‌کنیم. ولی اغلب از هزینه پنهانی که ناشی از آنهاست بی‌خبریم. نهایتا آنها از طریق محلهای دفن زباله ، زهکشیها و فاضلابها به آب و یا زمین راه پیدا می‌کنند.
اگر چه مصرف کنندگان به ندرت محصولات پلاستیکی که روزانه ساخته می‌شود و بسته بندی‌ که در آن خرید می‌کنند، را به مساله آلودگی سمی ربط می‌دهند. باید دانست که اکثر مواد شیمیایی که در تولید و ساخت پلاستیکها مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیاری هستند. برحسب درجه بندی EPA ی 20 ماده شیمیایی که تهیه آنها موجب تولید بیشترین مقدار کل مواد زاید خطرناک می‌شود، پنج ماده شیمیایی از شش مورد اولی ، موادی هستند که بطور مستمر از صنایع پلاستیک سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آلودگی هوا و باران اسیدی
باران اسیدی چیست ؟
یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در دو دهه اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیت‌های کارخانه‌ها میزان دی اکسید گوگرد و دی اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت باران اسیدی بر سطح زمین فرو می‌ریزند. چنین بارش‌هایی ممکن است به صورت برف یا باران یا مه نیز در بیاید.
پیامدهای باران اسیدی
باران اسیدی باعث از بین رفتن بناها و آثار تاریخی بخصوص در ساختمان‌هایی که از سنگ مرمر یا آهک ساخته شده باشند ، می شود.باران اسیدی میزان حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد و حتی ممکن است مواد سمی را وارد خاک‌ها کند .باران اسیدی موجب نابودی درختان ، کاهش مقاومت آنها بخصوص در برابر سرما می‌شود.