برنج، به‌عنوان یک محصول استراتژیک و پرنیاز به آب، در معرض خطر آلودگی ناشی از شیرابه‌های صنعتی، کشاورزی و شهری قرار دارد. این آلودگی می‌تواند کیفیت خاک و منابع آب را به‌شدت تحت تأثیر قرار دهد و در بلندمدت، بهره‌وری زمین‌های برنجکاری را کاهش دهد.

برای پیگیری و بررسی موضوع با «حبیب‌الله یونسی»، عضو هیأت‌علمی گروه محیط‌زیست دانشگاه تربیت مدرس نور، گفت‌وگویی داشتیم تا تاثیر پسماند و شیرابه‌های آن در سفره زیر زمینی و مزارع کشاورزی مورد بررسی قرار گیرد.

ایسنا: آیا نشست شیرابه به منابع آبی و خاکی در کوتاه مدت و بلندمدت باعث کاهش بهره‌وری زمین‌های برنج‌کاری می‌شود؟

یونسی: شیرابه پسماند به دلیل ترکیبات سمی و فلزات سنگین، تأثیرات مخربی بر منابع آب و خاک دارد که در نهایت منجر به کاهش بهره‌وری زمین‌های برنج‌کاری می‌شود. این اثرات در دو بازه زمانی کوتاه‌مدت و بلندمدت ظاهر می‌شود.

در تأثیرات کوتاه‌ مدت آلودگی منابع آب به شیرابه، با نفوذ به آب‌های زیرزمینی، میزان نیترات و فلزات سنگین را افزایش می‌دهد که مستقیما در آب آبیاری برنج‌کاری جریان یافته و سبب مسمومیت گیاه و کاهش رشد اولیه برنج می‌شود. همچنین، تغییرات شیمیایی خاک ناشی از شیرابه، از جمله افزایش هدایت الکتریکی و کاهش pH خاک، تعادل مواد مغذی را مختل می‌سازد. این تغییرات در کوتاه‌مدت، جذب عناصر مانند فسفر و نیتروژن توسط گیاه برنج را کاهش می‌دهند.

این استاد دانشگاه ادامه داد: در تأثیرات بلند مدت؛ تجمع شیرابه در محیط، منجر به تخریب ساختار خاک می‌شود؛ چرا که، شیرابه با ایجاد پیوندهای ضعیف بین ذرات خاک، مقاومت برشی آن را کاهش می‌دهد. این پدیده در بلندمدت، سبب نشست خاک و کاهش ظرفیت نگهداری آب می‌شود که برای کشت برنج حیاتی است. همچنین، فلزات سنگین مانند سرب و کادمیوم با گذشت زمان در خاک تجمع یافته و حاصلخیزی آن را تضعیف می‌کنند. این روند، در نهایت، منجر به کاهش عملکرد برنج و حتی غیرقابل‌کشت شدن زمین می‌شود.

علاوه بر این، نشست شیرابه، تغییرات بیولوژیکی خاک را به دنبال دارد؛ چرا که، آلودگی خاک، فعالیت میکروارگانیسم‌های مفید را کاهش می‌دهد و چرخه طبیعی مواد مغذی را مختل می‌کند. این اثرات تدریجی، در بلندمدت، به کاهش پایدار بهره‌وری منجر می‌شود.

یونسی توضیح داد: واضح است که شیرابه هم در کوتاه‌مدت، با آلودگی سریع منابع آب و خاک، و هم در بلندمدت، با تخریب ساختار خاک و تجمع سموم، بهره‌وری زمین‌های برنج‌کاری را کاهش می‌دهد. این اثرات با گذر زمان تشدید یافته و فرآیند احیای زمین‌های آلوده را پرهزینه و زمان‌بر می‌کند. شیرابه پسماند همچنین حاوی ترکیبات شیمیایی و میکروبی متعددی است که برای خاک و کشت برنج مخاطره‌آمیز هستند. این اثرات از طریق مکانیسم‌های مختلفی رخ می‌دهد.

ایسنا: شیرابه چه ترکیبات شیمیایی یا میکروبی دارد که ممکن است برای خاک مضر باشد؟

یونسی: شیرابه پسماند حاوی ترکیبات شیمیایی و میکروبی متعددی است که می‌تواند برای خاک مضر باشد. از جمله ترکیبات شیمیایی، فلزات سنگین مانند سرب، کادمیم، نیکل و آهن هستند که با غلظت‌های بالا در خاک تجمع یافته و اثرات سمی بر ساختار و بهره‌وری آن دارند. همچنین، مواد آلی مقاوم به تخریب بیولوژیکی، نظیر هیدروکربن‌های آروماتیک و اشکال مختلف نیتروژن، در شیرابه یافت می‌شوند، ‌ که در صورت ورود به خاک، تجزیه‌پذیری کمی دارند و ممکن است محیط زیست را آلوده و فرآیندهای طبیعی خاک را مختل کنند. در حوزه میکروبی، جوامع میکروارگانیسم‌ها عمدتاً شامل Pseudomonas, Bacillus Escherichia coli، Firmicutes  و Bacteroidetes  هستند که تعادل اکوسیستم خاک را بر هم زده، تغییرات ناخواسته در ساختار و فعالیت‌های زیستی خاک ایجاد می‌کنند. این میکروارگانیسم‌ها، در صورت تجمع زیاد، تطابق طبیعی خاک را مختل و به کاهش سلامت و حاصلخیزی آن منجر می‌شوند.

ایسنا: آیا عناصر سنگین موجود در شیرابه (مثل سرب، کادمیم یا نیکل) در خاک رسوب می‌کنند؟ با چه سرعتی؟

یونسی: رسوب فلزات سنگین در خاک فلزاتی مانند کادمیم و سرب و البته با نیمه‌عمر بسیار بالا در خاک باقی می‌مانند. سرعت رسوب‌گذاری به عواملی مانند pH خاک و تجمع در pH های اسیدی و نوع فلز بستگی دارد. خاک آلوده به شیرابه فلزات سنگین بعنوان مثال غلظت کادمیم در خاک‌های آلوده تا ۴۴/۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک افزایش داده که موجب آلودگی خاک زمین‌های کشاورزی می‌شود.

ایسنا: کدام ویژگی خاک برنج‌کاری (مثل زهکشی پایین) باعث می‌شود بیشتر شیرابه یا ماندگارتر باشد؟

یونسی: تأثیر ویژگی‌های خاک برنج‌کاری بعنوان مثال زهکشی پایین موحب می‌شود خاک‌های رسی با نفوذپذیری بسیارکم باعث ماندگاری شیرابه و افزایش تماس با ریشه می‌شوند. همچنین خاک‌های با ظرفیت تبادل کاتیونی بالاتر فلزات سنگین را بیشتر جذب می‌کنند.

ایسنا: آیا نشت شیرابه باعث تغییر pH خاک می‌شود و آن را اسیدی یا قلیایی می‌کند؟ تأثیر این تغییر روی رشد برنج چیست؟

یونسی: تغییر pH خاک و پیامدها با آلوده شدن به شیرابه پسماند معمولاً pH خاک را به هم در مقادیر اسیدی (۴.۵-۶.۵) یا قلیایی (۸-۹) تغییر می‌دهد. اسیدیته پایین یا pH های قلیایی جذب فسفر و نیتروژن توسط برنج را کاهش می‌دهد.

ایسنا: آیا در صورت تداوم نشت، خاک (مثل تراکم یا نفوذپذیری) می‌شود؟

یونسی: تغییرات فیزیکی خاک در بلندمدت با نشت مدام شیرابه روی تراکم یا نفوذپذیری اثر می‌گذارد. بطوریکه، موجب افزایش تراکم خاک تا به دلیل رسوب نمک‌های معدنی شده و کاهش نفوذپذیری حتی تا ۵۰درصد در خاک‌های رُسی پس از حدود ۲۰ سال می‌شود.

ایسنا: آیا شیرابه روی جمعیت میکروبی خاک یا کرم‌ها اثر مفید دارد؟

یونسی: شیرابه تأثیر بر زیست‌ بوم خاک می‌گذارد. موجب کاهش تنوع میکروبی و حذف گونه‌های مفید مانند نیتروباکتر می‌شود. و مهمتر اینکه، موجب نابودی ۶۰-۸۰درصد جمعیت کرم‌های خاکی در مناطق آلوده می‌شود.

ایسنا: آیا ترکیبات موجود در شیرابه به ریشه گیاه می‌زند یا جذب آن می‌شود؟

یونسی: شیرابه از طریق جذب توسط ریشه گیاه و نیز آلودگی محصول گیاه می‌شود. فلزات سنگین از طریق ریشه جذب شده و در شالیزارهای برنجکاری از طریق دانه برنج تجمع می‌یابند. بعنوان مثال کادمیم تا ۷.۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم در دانه برنج و نیکل تا ۲۵ میلی‌گرم بر کیلوگرم در ریشه جذب می‌شود. همچنین تجمع نیترات در برگ‌ها تا سه برابر حد مجاز افزایش می‌یابد.

ایسنا: چه آزمایش‌های خاکی باید برای شناسایی شیرابه در زمین‌های کشاورزی انجام شود؟

یونسی: پارامتر اندازه‌گیری فلزات سنگین با ICP/MS و AAS قابل اندازه گیری و حد مجاز کادمیمو ۰.۲ میلی گرم در لیتر است. هدایت الکتریکی با ۲ دسی زیمنس در متر است و همچنین ترکیبات آلی شیرابه با روش های متفاوت دستگاهی و روش‌های شیمیایی و حتی وزن سنجی قابل اندازه گیری هستند.

ایسنا: آیا محصولات برنجی که در چنین زمین‌هایی کاشته می‌شوند، آلوده به فلزات سنگین یا نیترات می‌شوند؟

یونسی: همانطوریکه در بالا اشاره شده است، محصولات برنجی کشت شده در زمین‌های آلوده به شیرابه حاوی فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و نیکل و نیز نیترات، ممکن است از خاک و آب آلوده جذب کرده و به این ترکیبات آلوده شوند. این تجمع در گیاهان، خطرات سلامتی برای مصرف‌کنندگان را افزایش می‌دهد و می‌تواند منجر به آلودگی زنجیره‌ای مواد غذایی شود.

به عنوان کلام آخر، شیرابه با تغییرات شیمیایی-فیزیکی خاک و تجمع فلزات سنگین، می‌تواند چرخه رشد برنج را مختل کند. محصولات تولیدشده در این خاک‌ها اغلب غلظت فلزات بالاتر از استانداردهای WHO/FAO دارند که خطرات سلامتی جدی ایجاد می‌کند.

انتهای پیام