اسرین مقصودی روزنامه نگار: آبیاری‌کردن زمین‌های کشاورزی به‌وسیله فاضلاب می‌تواند باعث افزایش مواد سمی از جمله فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی و بروز مشکلات محیط زیستی شود.
فرسوده‌شدن زمین، ناشی از فعالیت‌های صنعتی و شهری مثل صنایع وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات، کارخانه‌های شیمیایی، شیوه سوزاندن زباله و افزایش اتکا به مواد شیمیایی در کشاورزی (کودهای فسفاته، آفت‌کش‌ها، لجن فاضلاب) که از منابع اصلی انسانی فلزات سنگین در خاک و آب‌وهوا هستند، منجر به افزایش نگرانی‌های عمومی برای ایمنی مواد غذایی به دلیل توانایی انباشت بالقوه فلزات سنگین و آلاینده‌های دیگر در محیط‌زیست شده است. به‌طوری‌که از اواسط قرن بیستم، مشکل آلودگی محیط‌زیست به فلزات سنگین به کانون نگرانی جهانی تبدیل شده است. متأسفانه به دلیل ورود انواع پسماندهای صنعتی و ضایعات کارخانه‌های مختلف، میزان ورود این فلزات به محیط روبه‌افزایش است. اطلاع از غلظت بحرانی این فلزات و آثار ناشی از آلایندگی آنها در طبیعت، دارای اهمیت بسیاری است، ولی به دلیل ماهیت متغیر این عناصر در خاک و آب‌وهوا و پیچیدگی خصوصیات این سه، در این موارد اعداد و ارقام دقیقی گزارش نشده است. در برخی از کشورها حداکثر غلظت مجاز فلزات سنگین در محیط‌زیست را با درنظرگرفتن آثار سمی آنها بر روی سلامت انسان تعیین کرده‌اند.
منابع ایجادکننده فلزات سنگین:
محیط‌زیست ممکن است به‌وسیله ذخیره و انباشت عناصر سنگین آلوده شوند. عواملی همچون توسعه مناطق صنعتی، پسماندهای معدنی، باطله‌های فلزی در دسترس، استفاده از کودهای شیمیایی، حیوانی، آفت‌کش‌ها، لجن فاضلاب در زمین‌های کشاورزی، آبیاری با فاضلاب، باقی‌مانده‌های ناشی از سوختن زغال‌سنگ، فرایند جوش سرد در پتروشیمی‌ها و رسوبات اتمسفری می‌توانند غلظت این فلزات را افزایش داده و باعث آلودگی محیط به فلزاتی همچون سرب، کروم، آرسنیک، روی، کادمیوم، مس، جیوه و نیکل شود. خاک و آب‌وهوا به‌عنوان مخزن ذخیره فلزات سنگین عمل می‌کند. فلزات سنگین بر خلاف آلوده‌کننده‌های آلی از پایداری بیشتری برخوردارند. در واقع منابع فلزات سنگین به دودسته منابع طبیعی و منابع انسانی تقسیم می‌شوند که در ادامه به آنها پرداخته‌ایم.
منابع طبیعی:
فلزات سنگین به طور طبیعی در خاک بر اثر فرایندهای پدوژنیک حاصل از هوازدگی مواد مادری ایجاد می‌شوند. در بسیاری از مناطق، ورودی عناصر سنگین به خاک، به طور طبیعی و بدون دخالت انسان، بسیار بیشتر از ورودی آنها با دخالت انسان است. مواد مادری یکی از منابع مهم ورود عناصر سنگین به داخل خاک به شمار می‌رود. جنس سنگ‌بستر خاک، در ایجاد آلودگی‌های محیط زیستی نقشی اساسی دارد.
بعضی محیط‌های آبرفتی و خاک حاصل از فرسایش سنگ‌های مافیک و اولترا مافیک، غنی از عناصر کروم، مس و نیکل هستند که منجر به آلودگی آبرفت و خاک می‌گردد. وقتی آب زیرزمینی در چنین محیط‌هایی جریان یابد در نتیجه واکنش بین آب و مواد، سفره آب زیرزمینی آلوده می‌شود.
کودهای کشاورزی:
کشاورزی نخستین اقدام بزرگ بشر در جهت تأثیر و دگرگونی خاک و آب بوده است. کشاورزی فشرده باعث آلودگی آب‌های زیرزمینی، افزایش گازهای گلخانه‌ای، از دست‌دادن تنوع ژنتیکی محصول و فرایند غنی‌سازی در اکوسیستم رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و سواحل دریایی می‌شود. همچنین با از دست‌دادن باروری خاک، شیوع آفت در محصول و امراض در احشام، مصرف انرژی و مواد شیمیایی بالا را افزایش می‌دهد. برای رشد و کامل‌شدن چرخه زندگی گیاهان علاوه بر جذب عناصر پرمصرف مثل ازت، پتاسیم، فسفر، گوگرد، کلسیم و منیزیم، عناصر کم‌مصرف که ضروری هستند را نیز جذب می‌کند. در برخی موارد خاک از لحاظ فلزات سنگین دارای کمبود هستند مثل کبالت، مس، آهن، منگنز، مولیبدن، نیکل و روی که برای سلامتی و رشد گیاه ضروری هستند و تحت چنین شرایطی محصولات گیاهی ممکن است در خاک تولید شوند که می‌تواند اثرات نامطلوبی را برجای بگذارد. واردشدن فلزات سنگین به خاکهای زراعی و آب‌های زیر زمینی به‌وسیله کودهای کشاورزی یکی از منابع مهم آلودگی فلزات سنگین در بسیاری از کشورهای آسیایی است و نگرانی‌ها را در مورد پتانسیل خطر آنها برای محیط‌زیست افزایش داده است.
آفت‌کش‌ها:
آفت‌کش‌ها از دیگر منابع فلزات سنگین در خاکهای زراعی و آب‌های زیر زمینی و حتی هوا نیز است. با این که آفت‌کش‌های حاوی فلزات سنگین کادمیوم، سرب و جیوه در سال 2002 ممنوع شد، اما هنوز این عناصر در محتوای آفت‌کش‌ها به خصوص مس و روی وجود دارند. برخی گیاهان مثل برنج توانایی نگهداری غلظت‌های بالایی از فلزات سنگین مثل روی و مس را دارد و این می‌تواند به طور گسترده‌ای غلظت فلزات سنگین را در گیاهان افزایش دهد. در گذشته انواعی از حشره کش های معمولی در کشاورزی و باغبانی استفاده شده است که حاوی مقادیری از فلزات سنگین مثل مس، جیوه، منگنز، سرب و روی بودند. برای مثال می‌توان به آفت کش هایی که حاوی مس هستند مانند اسپری قارچ کش سولفات مس و اکسی کلرید مس اشاره کرد.
کودهای زیستی:
استفاده از کودهای زیستی متفاوت (از قبیل کودهای حیوانی، کمپوست و لجن فاضلاب) در اراضی باعث انباشته‌شدن فلزات سنگین مختلف مثل آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، سرب، جیوه، نیکل، سلنیوم، مولیبدن و روی در محیط‌زیست می‌شود. پسماندهای حیوانی هم در کشاورزی و هم در مرتع‌داری استفاده می‌شود. اگرچه بیشتر کودها از کودهای باارزش هستند، اما در صنعت خوک و طیور عناصر مس و روی به‌عنوان محرک رشد به رژیم غذایی افزوده می‌شوند و همچنین در محصولات بهداشتی طیور نیز وجود دارد که ممکن است باعث آلودگی آب به فلز سنگین شوند. در کودهای حیوانی باید سعی شود که دارای غلظت بالای فلزات سنگین نباشند. بااین‌وجود اگر این کودها به طور مستمر و دائم در اراضی استفاده شوند در یک دوره زمانی طولانی‌مدت باعث افزایش غلظت فلزات سنگین تا حد زیادی می‌شوند. استفاده از لجن فاضلاب در زمین یک عمل رایج در بیشتر کشورهایی است که مجدداً از فاضلاب تولید شده به‌وسیله جمعیت شهری استفاده می‌کند. باتوجه‌به وجود فلزات سنگین در فاضلاب‌ها و تجمع آنها در لجن فاضلاب خود به یک منبع مهم آلودگی تبدیل خواهند شد.
آبیاری با فاضلاب:
آبیاری‌کردن زمین‌های کشاورزی به‌وسیله فاضلاب می‌تواند باعث افزایش مواد سمی از جمله فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی و بروز مشکلات محیط زیستی شود. قدمت استفاده از فاضلاب شهری و صنعتی در زمین به 400 سال می‌رسد و در حال حاضر یک عمل معمول در بسیاری از نقاط جهان محسوب می‌شود. بر اساس برآوردها حدود 20 میلیون‌هکتاری از زمین‌های قابل‌کشت در سرتاسر جهان با فاضلاب آبیاری می‌شوند. به‌طورکلی کشاورزان در مورد فواید محیط زیستی و یا خطرات آن نگران هستند و در درجه اول تمایل به حداکثر رساندن بازده و سود خود دارند. اگر چه غلظت فلزات در پساب معمولاً کم است، اما آبیاری زمین با فاضلاب در درازمدت می‌تواند به تجمع فلزات سنگین در خاک منجر می‌شود. همچنین باتوجه‌به وجود آلودگی‌های شیمیایی نوظهور ناشی از زندگی مدرن شهری و صنعتی توجه به این فاضلاب‌ها باید بیشتر گردد و فرایند تصفیه برای فاضلاب‌های که در پایین‌دست مورداستفاده کشاورزی قرار می‌گیرد به‌صورت تصفیه پیشرفته باشد.
رسوبات هوایی:
تحقیقات نشان می‌دهند که رسوبات اتمسفری مسئول 43 تا 85 درصد کلآرسنیک، کروم، جیوه، نیکل و سرب وارد شده به هوا در کشورهای صنعتی بوده است. منابع رسوبات هوایی فلزات را می‌توان به انتشار در هوا از طریق دودکش‌ها یا مجاری انتقال دهنده هوا و انتشار از طریق ذرات معلق موجود در هوا مثل گرد و غباری که از مناطق ذخیره شده توده‌های پسماند بلند می‌شود، اشاره کرد. نوع و غلظت فلزات منتشر شده به‌وسیله هر نوع منبع بستگی به شرایط ویژه مکانی آن دارد. همه اجزاء جامد در دود آتش و در دیگر پخش شونده‌های دودکش‌های کارخانه‌ها سرانجام بر روی زمین و یا دریا رسوب می‌کنند. بیشتر سوخت‌های فسیلی حاوی بعضی فلزات سنگین هستند. برای مثال غلظت بسیار بالایی از کادمیوم، سرب و روی در گیاهان و خاکهای مجاور تصفیه خانه پیدا می‌شود. دیگر منابع اصلی آلودگی هوا از طریق ته نشست‌های هوایی، پخش هوایی سرب از طریق سوختن بنزین‌های حاوی تترا اتیل سرب است. این ماده اساساً موجب افزایش مقادیر سرب در خاک مناطق شهری و خاکهای مجاور جاده‌های اصلی می‌شود. روی و کادمیوم ممکن است به محیط‌های مجاور جاده‌ها از طریق منابعی چون لاستیک خودروها و نفت‌های روغنی اضافه شود.
اثرات بهداشتی و محیط زیستی فلزات سنگین
تجمع فلزی در آب‌وخاک باعث کاهش حاصلخیزی خاک، فعالیت‌های میکروبی و رشد گیاه می‌شود. علاوه بر این، عناصر کمیاب به دلیل حضور همیشگی در آب، به دلیل جذب‌شدن به‌وسیله ریشه گیاه یا انتشار با ذرات خاک اثرات سمی بر موجودات زنده دارد. تماس با برخی فلزات سنگین در هوا عوارضی از قبیل اثرات نامطلوب بهداشتی، از جمله ناباروری در ارتباط است. به طور مثال کادمیوم با کاهش کیفیت مایع منی انسان و تخریب DNA در ارتباط است. درحالی‌که سرب ممکن است بر شکل اسپرم، تحرک و یکپارچگی DNA اثر منفی داشته باشد. آرسنیک، کادمیوم، کروم، جیوه و سرب باید به طور ویژه در گروهی که اثرات بالقوه سمی دارند، در نظر گرفته شوند. عناصر دیگر مانند آلومینیوم، آنتیموان، مس، مولیبدن، منگنز، تالی‌ام و روی نیز اگر غلظت آنها در یک منطقه بالا باشد، باید به‌دقت در نظر گرفته شوند. هر کدام از این عناصر اگر بیش از حد معمول وارد چرخه غذایی انسان شوند از لحاظ سلامتی بسیار خطرساز خواهند بود. به‌عنوان‌مثال سرب بعد از انتقال در خون به نقاط مختلف بدن منتقل شده و در اندام‌هایی مانند کلیه، کبد، طحال، سیستم‌های عصبی، مغز استخوان و غدد فوق‌کلیوی جمع می‌شوند و بالارفتن غلظت آن ایجاد سمیت شدیدی می‌کند که در اثر عدم درمان و جلوگیری از آلودگی بیشتر به مرگ منتهی می‌شود. در اثر ورود و تجمع سرب در بدن انسان، باگذشت زمان مسمومیت مزمن عارض گشته و بیماری‌هایی نظیر قولنج سربی، فلج عصبی، فلج شدن، ورم کلیه، ایجاد گلبول‌های قرمز هسته‌دار در خون، افزایش فشار و اسیداوریک خون، نقرس سربی و نیز سقط‌جنین در انسان و حیوانات ایجاد می‌شود. اگر غلظت روی در انسان از حد معمول آن (2 میلی گرم در روز) بالاتر رود ایجاد مسمومیت می‌کند. تحت چنین شرایطی دستگاه ایمنی بدن خوب کار نمی‌کند و احتمال ابتلا به آسم بسیار زیاد می‌باشد. تهوع، استفراغ و سرطان پوست از دیگر علائم مسمومیت روی است. مهم‌ترین اثرات سوء کادمیوم، تجمع مزمن آن در قشر رویی کلیه بوده و زمانی که غلظت آن به 200 میکروگرم در هر کیلوگرم وزن‌تر کلیه برسد، سبب از کار افتادن مجاری کلیوی می‌شود. نرم شدن استخوان‌ها به واسطه اختلال در موازنه کلسیم و فسفر از دیگر علائم مسمومیت کادمیوم می‌باشد.
همان‌طور که گفته شد فلزات سنگین در طول چرخه طبیعت از چندین مسیر وارد این چرخه خواهند شد. یکی از نقاط تجمع این آلاینده‌ها جهت شناسایی و اندازه‌گیری و همچنین حذف در صورت افزایش نگران‌کننده منابع آب سطحی و زیر زمینی و همچنین تصفیه‌خانه‌های فاضلاب هستند. در استان کردستان باتوجه‌به رصد دقیق و مستمری که در تمام منابع تأمین‌کننده آب و همچنین مراحل تصفیه فاضلاب صورت می‌پذیرد کنترل مناسبی ازاین‌حیث صورت‌گرفته است. خوشبختانه استان کردستان از نظر آلاینده‌های فلزات سنگین جز استان‌های است که در رده کیفی مناسبی قرار گرفته است. تنها تعداد محدودی نقاط با ریسک بالا تشخیص داده شده‌اند که دارای منابع طبیعی آلوده‌کننده بودند و این نقاط نیز از لیست منابع مورداستفاده حذف شده و منابع سالم جایگزین گردیدند.