محیط زیست و توسعه فرابخشی
مجله علمی

آلودگی خاک و گیاه به کادمیوم در پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته (اصفهان، ایران)

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

علی جمشیدیان 1
عاطفه چمنی 2
مژگان احمدی ندوشن 2

1 گروه علوم‌ و مهندسی محیط‌زیست، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 گروه علوم‌ و مهندسی محیط‌زیست، مرکز تحقیقات ‌پسماند و پساب، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

https://doi.org/10.22034/envj.2023.412162.1305
چکیده
مقدمه: مناطق حفاظت شده ابزارهایی حیاتی در مدیریت و حفاظت از محیط زیست خشکی و دریایی هستند. با این حال، تضاد بین اولویت­‌های حفاظتی و برداشت منابع از مناطق حفاظت شده روز به روز در سراسر جهان حال افزایش است. پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته به واسطه تنوع زیستی بالا از ارزش حفـاظتی برخـوردار است، ولی در سال­‌های اخیر به دلیل جاذبه­‌های غنی معدنی به شدت مورد بهره‌­برداری قرار گرفته است. از این رو، مطالعه حاضر به بررسی غلظت کادمیوم خاک و گیاه درمنه دشتی، عامل انتقال و عوامل مؤثر در بروز آن پرداخته است.
مواد و روش‌ها: 45 نمونه­ خاک از عمق 0 تا 30 سانتی­متر و برگ گیاه درمنه دشتی (Artemisia sieberi) در 15 نقطه در منطقه دشتی پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته (با وسعت 423 کیلومترمربع) برداشت و غلظت کادمیوم نمونه‌­ها توسط دستگاه جذب اتمی مدل محاسبه شد. جذب کادمیوم توسط گیاه با استفاده از عامل انتقال محاسبه و تفسیر شد. با استفاده از روش معکوس فاصله وزنی در نرم افزار GIS، نواحی آلوده به کادمیوم در بخش خاک و گیاه تعیین و وسعت و موقعیت مکانی نواحی با غلظت کادمیوم بیش از mg/kg 5 در خاک و بیش از mg/kg 2/0 در برگ گیاه بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی و  آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا شناسایی شد. درنهایت از مدل­های رگرسیون خطی، لگاریتمی، توانی، نمایی و چندجمله­ای برای بررسی اثر حمل و نقل جاده­ای در آلودگی به کادمیوم استفاده شد.
نتایج: متوسط غلظت کادمیوم در گیاه و خاک (mg/kg) به ترتیب برابر با  11/0 ± 39/0 و  15/0 ± 97/2 بدست آمد. بیشترین غلظت خاک این عنصر در میانه­‌های منطقه برابر با mg/kg 69/0 ± 00/15 بدست آمد که با حرکت به سمت قسمت­‌های جنوبی منطقه، به تدریج از غلظت آن کاسته شد. بیشترین غلظت این عنصر در برگ­های گیاه درمـنه در بخـش­های شمـالـی ناحیـه بـرابـر با mg/kg 09/0 ± 62/0 بود و کمترین مقدار نیز در بخش میانی (mg/kg 32/0 ± 05/0) ثبت گردید. عامل انتقال بین دو مقدار 005/0 تا 544/0 با متوسط 93/4 قرار داشت. بر اساس حد استاندارد mg/kg 5 کادمیوم در خاک، وسعتی برابر با 80/20 درصد از منطقه به عنوان ناحیه آلوده به این عنصر شناخته شد، حال آن‌که با در نظر گرفتن مقدار مجاز mg/kg 2/0 در گیاه، بخش­های بسیار زیادی از پوشش گیاهی منطقه (بیش از 95 درصد) آلوده به کادمیوم شناسایی شد. بهترین مدل رگرسیونی در حالت مدل نمایی با مقدار ضریب تشخیص 301/0 نشان داد که حمل و نقل جاده­ای به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل انسانی موجب افزایش آلودگی خاک و گیاه درمنه دشتی موته به کادمیوم شده است.
بحث: اکتشاف طلا و احداث معادن متعدد در منطقه موته و همچنین احداث کنارگذرهای شمال استان اصفهان باعث شد تا تهدیدات زیادی متوجه اکوسیستم و گونه­‌های این ناحیه شود. بر اساس نتایج بدست آمده، خاک­‌های منطقه دشتی موته به عنصر کادمیوم آلوده شده است. غلظت بالای این عنصر در خاک­‌های اطراف جاده‌­ها و کاهش غلظت آن­ها با افزایش فاصله از جاده معیاری از اثر حمل و نقل جاده­ای بر افزایش آلودگی خاک است. بر این اساس، جلوگیری از احداث راه‌­های مواصلاتی در مناطقی با اکوسیستم­‌های ارزشمند، افزایش کیفیت سوخت و خودروها و همچنین کاهش بار ترافیکی از جمله مهم‌ترین راهکارها برای حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی به عناصر سمی بالقوه است.

کلیدواژه‌ها

کادمیوم
موته
آلودگی خاک
درمنه دشتی

موضوعات

  1. Asri, Y., 2008. Vegetation diversity in mooteh wildlife refuge. Rostaniha, 9, 25-48.
  2. Bakirdere, S. and Yaman, M., 2008. Determination of lead, cadmium and copper in roadside soil and plants in elazig, turkey. Environmental monitoring and assessment, 136, 401-140.
  3. Chicco, D., Warrens, M.J. and Jurman, G., 2021. The coefficient of determination r-squared is more informative than smape, mae, mape, mse and rmse in regression analysis evaluation. Peerj computer science, 7, e623.
  4. Clerici, N., Armenteras, D., Kareiva, , Botero, R., Ramírez-Delgado, J., Forero-Medina, G., Ochoa, J., Pedraza, C., Schneider, L. and Lora, C., 2020. Deforestation in colombian protected areas increased during post-conflict periods. Scientific reports, 10, 4971.
  5. Darvishsefat, A.A., 2006. Atlas of protected areas of iran.
  6. De Oliveira Júnior, A.J., De Souza, S.R.L., Dal Pai, E., Rodrigues, B.T. and De Souza, V.C., 2019. Aurora: mobile application for analysis of spatial variability of thermal comfort indexes of animals and people, using idw interpolation. Computers and electronics in agriculture, 157, 98-101.
  7. Department of Environment, 2014. Standards for quality of soil resources and its guides. Tehran: department of environment, of- fice of water and soil; 2014 (in persian).
  8. European Union, 2006. Commission regulation (ec) no. 1881/2006 of 19 december 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official journal of european union l364/5.
  9. Geldmann, J., Manica, A., Burgess, N.D., Coad, L. and Balmford, A., 2019. A global-level assessment of the effectiveness of protected areas at resisting anthropogenic pressures. Proceedings of the national academy of sciences, 116, 23209-23215.
  10. Gholinejad, B., Mehrju, S., Bandak, I., Osati, K., Ghorbani, F. and Farajollahi, A., 2021. Spatial distribution of heavy metal concentrations surrounding a cement factory and its effect on astragalus gossypinus and wheat in kurdistan province, iran. Global journal of ecology, 6, 014-027.
  11. Gu, H., Liu, X., Wang, S., Chen, Z., Yang, H., Hu, B., Shen, C. and Wang, X., 2022. Cof-based composites: extraordinary removal performance for heavy metals and radionuclides from aqueous solutions. Reviews of environmental contamination and toxicology, 260, 23.
  12. Guthery, F.S. and Bingham, R.L., 2007. A primer on interpreting regression models. The journal of wildlife management, 71, 684-692.
  13. Haider, F.U., Liqun, C., Coulter, J.A., Cheema, S.A., Wu, J., Zhang, R., Wenjun, M. and Farooq, M., 2021. Cadmium toxicity in plants: impacts and remediation strategies. Ecotoxicology and environmental safety, 211, 111887.
  14. Horwitz, W., 2000. Official methods of analysis of aoac. In: metals and other elements, 17nd ed.aoac int. Pp 22-27
  15. Kan, X., Dong, Y., Feng, L., Zhou, M. and Hou, H., 2021. Contamination and health risk assessment of heavy metals in china’s lead–zinc mine tailings: a meta–analysis. Chemosphere, 267, 128909.
  16. Khalilia, W.M., 2020. Assessment of lead, zinc and cadmium contamination in the fruit of palestinian date palm cultivars growing at jericho governorate. Assessment, 10.
  17. Khatoon Abadi, A., 2001. Socio-economic report, comprehensive plan of mote. Isfahan university of technology, faculty of natural resources. [in persian].
  18. Khosravi, R., Hemami, M.R. and Malekian, M., 2018. Assessing landscape connectivity and dispersal corridors for goitered gazelle in central iran. Iranian journal of applied ecology, 6, 49-64.
  19. Kumar, M.S., Sangwan, P. and Karthik, R., 2020. Effect of heavy metal concentrations in roadside soils: a review. Journal of pharmacognosy and phytochemistry, 9, 1812-1816.
  20. Li, X., Wang, Y., Guo, P., Zhang, Z., Cui, X., Hao, B. and Guo, W., 2023. Arbuscular mycorrhizal fungi facilitate astragalus adsurgens growth and stress tolerance in cadmium and lead contaminated saline soil by regulating rhizosphere bacterial community. Applied soil ecology, 187, 104842.
  21. Lordan, R. and Zabetakis, I., 2022. Cadmium: a focus on the brown crab (cancer pagurus) industry and potential human health risks. Toxics, 10, 591.
  22. Mehrandish, R., Rahimian, A. and Shahriary, A., 2019. Heavy metals detoxification: a review of herbal compounds for chelation therapy in heavy metals toxicity. Journal of herbmed pharmacology, 8, 69-77.
  23. Moradi, H., Abbasi, M. and Soleimani, M., 2021. Bioaccumulation of heavy metals in stachys inflata and scariola orientalis affected by particulate matters of a cement factory in central iran. Environmental science and pollution research, 28, 44098-44110.
  24. Rafati, M., Mohammadi Roozbahani, M. and Pirmoradi, Z., 2020. Bioaccumulation of some heavy metals by the soil and leaves of ziziphus spina-christi in khouzestan oxin steel company. Iranian journal of forest and range protection research, 17, 173-184.
  25. Raj, D. and Maiti, S.K., 2020. Sources, bioaccumulation, health risks and remediation of potentially toxic metal (loid) s (as, cd, cr, pb and hg): an epitomised review. Environmental monitoring and assessment, 192, 108.
  26. Rashtian, A. and Karimian, A., 2014. Effects of exclosure on some vegetative characteristics and distribution pattern of artemisia sieberi in central steppes of iran. Iranian journal of range and desert research, 21, 476-755.
  27. Ristić, D., Vukoičić, D. and Milinčić, M., 2019. Tourism and sustainable development of rural settlements in protected areas-example np кopaonik (serbia). Land use policy, 89, 104231.
  28. Singh, R. and Rathore, D., 2020. Role of transitory starch on growth, development and metal accumulation of triticum aestivum cultivars grown under textile effluent fertilization. Environmental science and pollution research, 27, 24201-24217.
  29. Sonter, L.J., Dade, M.C., Watson, J.E. and Valenta, R.K., 2020. Renewable energy production will exacerbate mining threats to biodiversity. Nature communications, 11, 4174.
  30. Suhani, I., Sahab, S., Srivastava, V. and Singh, R.P., 2021. Impact of cadmium pollution on food safety and human health. Current opinion in toxicology, 27, 1-7.
  31. Sun, Y., Li, H., Guo, G., Semple, K.T. and Jones, K.C., 2019. Soil contamination in china: current priorities, defining background levels and standards for heavy metals. Journal of environmental management, 251, 109512.
  32. Wade, C.M., Austin, K.G., Cajka, J., Lapidus, D., Everett, K.H., Galperin, D., Maynard, R. and Sobel, A., 2020. What is threatening forests in protected areas? A global assessment of deforestation in protected areas, 2001–2018. Forests, 11, 539.
  33. Wang, H., Gao, Z., Li, X. and Duan, Z., 2023a. Cadmium accumulation and immobilization by artemisia selengensis under different compound amendments in cadmium-contaminated soil. Agronomy, 13, 1011.
  34. Wang, Z., Wang, H., Wang, , Qin, Y., Cui, S. and Wang, G., 2023b. Dual tolerance of ageratum (ageratum conyzoides l.) To combined pollution of acid and cadmium: field survey and pot experiment. Journal of environmental management, 326, 116677.
  35. Yanto, M., Apriyono, A., Santoso, P.B. and Sumiyanto, S., 2022. Landslide susceptible areas identification using idw and ordinary kriging interpolation techniques from hard soil depth at middle western central java, indonesia. Natural hazards, 110, 1405-1416.
  36. Yilmato, A. and Takele, S., 2019. Human-wildlife conflict around midre-kebid abo monastry, gurage zone, southwest ethiopia. International journal of biodiversity and conservation, 11, 212-229.
  37. Zhang, Q. and Wang, C., 2020. Natural and human factors affect the distribution of soil heavy metal pollution: a review. Water, air, & soil pollution, 231, 1-13.
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 8، شماره 81
پاییز 1402
صفحه 78-90

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما