بررسی تجمع سرب و کادمیوم در بافت گونه‌های تره (Allium ampeloprasum persicum) و نعناع (Mentha piperita) تیمارشده با لجن فاضلاب تصفیهخانه شهرک قدس تهران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه محیط‌زیست، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد محیط‌زیست، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

3 استادیار گروه محیط‌زیست، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی غلظت تجمع­یافته عناصر سرب و کادمیوم در گونه­های تره و نعناع تحت تیمار لجن دفعی تصفیه‌خانه شهرک قدس تهران انجام یافت. پس از آماده­سازی خاک و لجن فاضلاب و تعیین برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی آن­ها، تره و نعناع در گروه‌های شاهد و تیمار کشت گردیدند. سپس غلظت عناصر سرب و کادمیوم در اندام هوایی این گیاهان توسط دستگاه نشر اتمی اندازه‌گیری شد. بر اساس نتایج مطالعه، میانگین غلظت سرب در گروه‌های تره شاهد و تیمار و هم‌چنین نعناع شاهد و تیمار به‌ترتیب برابر با08/0±26/0 و mg/kg 16/0±55/0 و هم‌چنین 06/0±26/0 و mg/kg 79/0±41/2 بود. به‌علاوه، میانگین غلظت کادمیوم در تیمارهای تره و نعنا (شاهد و تیمار) به­ترتیب برابر با 003/0±083/0 و 05/0±26/0 و نیز 002/0±057/0 و mg/kg02/0±14/0 برآورد گردید. مقایسه میانگین غلظت عناصر سرب و کادمیوم در تمام تیمارها با رهنمود آژانس حفاظت محیط­زیست آمریکا بیانگر وجود تفاوت معنی­دار با حد مجاز بود (05/0>p). بدین صورت­ که میانگین غلظت تجمع­یافته کادمیوم در تیمارهای تره و نعناع بیش­تر از حد مجاز برآورد شد، اما در سایر موارد، کم­تر از حد مجاز (به­ترتیب 0/5 و mg/kg1/0 برای سرب و کادمیوم) بود. می­توان نتیجه گرفت، استفاده از لجن فاضلاب تأثیری در جذب سرب توسط گیاهان مورد مطالعه نداشته است اما در مورد غلظت تجمع­یافته کادمیوم در گونه­های تره و نعناع مقادیر جذب بیش از حد مجاز تعیین شد. لذا ضروری است در خصوص کاهش مخاطرات بهداشتی کاربرد لجن فاضلاب به­عنوان کود و به­ویژه در طولانی مدت تمهیداتی اندیشیده شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Accumulation of Pb and Cd in tissue of leek (Allium ampeloprasum persicum) and peppermint (Mentha piperita) treated with sewage sludge of Qods town’s treatment plant, Tehran

نویسندگان [English]

  • S Sobhanardakani 1
  • M Habibi 2
  • A Behbahaninia 3
1 Associate Professor, Department of the Environment, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
2 MSc Graduated, Department of the Environment, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
3 Assistant Professor, Department of the Environment, Roudehen Branch, Islamic Azad University, Roudehen, Iran
چکیده [English]

This study was carried out to investigate the accumulation of Pb and Cd in tissue of leek (Allium ampeloprasum persicum) and peppermint (Mentha piperita) treated with municipal sewage sludge of Qods town’s treatment plant, Tehran. For this purpose, after soil preparation, sampling of sewage sludge and assessment of the physicochemical properties of the samples, leek and peppermint plants were divided as treatment and control groups. Afterwards, using ICP-OES the concentrations of Pb and Cd were determined in the tissues of peppermint and leek. Results showed that the concentration (mean ± SD) of Pb in the control and treatment groups was 0.26±0.08 and 0.55±0.16 mg/kg, respectively. Pb concentration in peppermint samples was estimated as 0.26±0.06 and 2.41±0.79 mg/kg for control and treatment group, respectively. Moreover, the mean concentration of Cd in control and treatment groups of leek was 0.083±0.003 and 0.26±0.05 mg/kg and for peppermint 0.057±0.002 and 0.14±0.02 mg/kg, respectively. Comparative evaluation of the evaluated treatments showed that except for Cd in leek and peppermint treatment samples, the mean concentrations of Pb and Cd in both vegetables were significantly lower than EPA permissible limits for human consumption. The results of this study indicated that for reducing the health risks of long-term use of sewage sludge as fertilizer, further monitoring should be performed.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pb
  • Cd
  • Sewage sludge
  • Leek
  • Peppermint
  • Qods Town Treatment Plant
 

  • بهبهانی­نیا، آزیتا؛ میرباقری، سیداحمد و آزادی، امین (1390). تاثیر استفاده از پساب و لجن در آبیاری گیاهان بر میزان غلظت فلزات سنگین گیاهان. فصلنامه گیاه و زیست بوم، شماره 28، صفحات: 70-59.
  • حسین پور، رحیمه و قاجار سپانلو، مهدی (1392). اثرات تلفیقی لجن فاضلاب شهری و کودهای شیمیایی بر غلظت عناصر کم مصرف در خاک و تربچه (Raphanus sativus). مجله پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)، دوره 27، شماره 3، صفحات: 385-373.
  • رحیمی‌آلاشتی، سپیده؛ بهمنیار، محمدعلی و قاجارسپانلو، مهدی (1390الف). نقش لجن فاضلاب بر میزانpH ، O.C و EC خاک و تجمع سرب  و کادمیم در خاک و گیاه کاهو و تربچه. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، دوره 18، شماره 3، صفحات: 147-133.
  • رحیمی‌آلاشتی، سپیده؛ بهمنیار، محمدعلی و قاجارسپانلو، مهدی (1390ب). بررسی اثرات باقی‌مانده و تجمعی لجن فاضلاب بر غلظت سرب و کروم در اندام‌های گیاهی چمن گندمی رونده (Agropyrum repen L.) و شبدر برسی (Trifolum alexandrium L.). مجله علمی پژوهشی مرتع، سال پنجم، شماره 1، صفحات: 69-58.
  • فرزادکیا، مهدی (1381). بررسی وضعیت تثبیت و قابلیت استفاده مجدد لجن در چهار تصفیه خانه کوچک فاضلاب شهر تهران. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی همدان، شماره 24، صفحات: 62-55.
  • کرمی، مهین؛ رضایی‌نژاد، یحیی؛ افیونی، مجید و شریعتمداری، حسین (1386). اثرات تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب شهری بر غلظت عناصر سرب و کادمیم در خاک و گیاه گندم. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک)، دوره 11، شماره 1، صفحات: 95-79.
  • کرمی، مهین؛ افیونی، مجید؛ رضایی‌نژاد، یحیی و خوشگفتارمنش، امیرحسین (1387). اثرات تجمعی و باقی‌مانده لجن فاضلاب شهری بر غلظت روی و مس در خاک و گیاه گندم. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک)، شماره 46، صفحات: 654-639.
  • نجفی، نصرت اله؛ مردمی، سنیه و اوستان، شاهین (1390). اثر غرقاب، لجن فاضلاب و کود دامی بر غلظت فلزات سنگین در ریشه و بخش هوایی آفتابگردان در یک خاک شن لومی. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک)، شماره 58، صفحات: 157-139.
 

  • Antolín, M.C., Pascual, I., García, C., Polo, A. and Sánchez-Díaz, M. (2005). Growth, yield and solute content of barley in soils treated with sewage sludge under semiarid Mediterranean conditions. Field Crops Research, 94: 224-237.
  • Black, C.A. (1985). Methods of soil analysis. Part 2. Agronomy Monograph. 9. ASA, Medison, WI.
  • Cai, Q.Y., Mo, C.H., Wu, Q.T., Zeng, Q.Y. and Katsoyiannis, A. (2007a). Occurrence of organic contaminants in sewage sludges from eleven wastewater treatment plants, China. Chemosphere, 68(9): 1751-1762.
  • Cai, Q.Y., Mo, C.H., Wu, Q.T., Zeng, Q.Y. and Katsoyiannis, A. (2007b). Concentration and speciation of heavy metals in six different sewage sludgecomposts. Journal of Hazardous Materials, 147(3): 1063-1072.
  • Casado-Vela, J., Sellés, S., Díaz-Crespo, D., Navarro-Pedreño, J., Mataix-Beneyto, J., and Gómez, I. (2007). Effect of composted sewage sludge application to soil on sweet pepper crop (Capsicum annuum var. annuum) grown under two exploitation regimes. Waste Management, 27: 1509-1518.
  • Datta, S.P. and Young, S.D. (2005). Predicting metal uptake and risk to the human food chain from leaf vegetables grown on soils amended by long-term application of sewage sludge. Water, Air, & Soil Pollution, 163: 119-136.
  • Doelsch, E., Deroche, B. and Van de Kerchove, V. (2006). Impact of sewage sludge spreading on heavy metal speciation in tropical soils (Reunion, Indian Ocean). Chemosphere, 65(2): 286-293.
  • Garrido, S., Del Campo, G.M., Esteller, M.V., Vaca, R. and Lugo, J. (2005). Heavy metals in soil treated with sewage sludge composting, their effect on yield and uptake of broad bean seeds (Vicia faba L.). Water, Air, & Soil Pollution, 166: 303-319.
  • Guerra, F., Trevizam, A.R., Muraoka, T., Chaves Marcante, N. and Canniatti-Brazaca, S.G. (2012). Heavy metals in vegetables and potential risk for human health. Scientia Agricola, 69(1): 54-60.
  • Horwitz, W. (2000). Official methods of Analysis of AOAC, In: Metals and other elements, 17nd ed, AOAC International, 22-27.
  • Kalavrouziotis, I.K. and Koukoulakis P.H. (2012). Soil pollution under the effect of treated municipal wastewater. Environmental Monitoring and Assessment, 184: 6297-6305.
  • Kim, B., McBride, M.B., Richards, B.K. and Steenhuis, T.S. (2007). The long-term effect of sludge application on Cu, Zn, and Mo behavior in soils and accumulation in soybean seeds. Plant and Soil, 299: 227-236.
  • Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S. and Dean, L.A. (1954). Estimation of available, phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circular Number 939, U.S. Government Printing Office, Washington DC.
  • Paramasivam, S., Sajwan, K.S. and Alva, A.K. (2006). Incinerated sewage sludge products as amendments for agricultural soils: Leaching and plant uptake of trace elements. Water, Air, & Soil Pollution, 171: 273-290.
  • Singh, R.P. and Agrawal, M. (2010). Effect of different sewage sludge applications on growth and yield of Vigna radiata L. field crop: Metal uptake by plant. Ecological Engineering, 36(7): 969-972.
  • Smith, S.R. (2000). Are controls on organic contaminants necessary to protect the environment when sewage sludge is used in agriculture?. Progress in Environmental Science, 2(2): 129-146.
  • Soltanpour, P.N., Johnson, C.W., Workman, S.M., Jones, J.B. and Miller, R.O. (1998). Advances in ICP emission and ICP mass spectroscopy Adv. Agronomy, 64: 28-113.
  • Tu, J., Zhao, Q., Wei, L. and Yang, Q. (2012). Heavy metal concentration and speciation of seven representative municipal sludges from wastewater treatment plants in Northeast China. Environmental Monitoring and Assessment, 184: 1645-1655.
  • Walter, I., Mart Nez, F. and Cala, V. (2006). Heavy metal speciation and phytotoxic effects of three representative sewage sludges for agricultural uses. Environmental Pollution, 139(3): 507-514.
  • Wong, J.W., Li, K., Fang, M. and Su, D.C. (2001). Toxicity evaluation of sewage sludges in Hong Kong. Environment International, 27(5): 373-380.