نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

به منظور بررسی میکروبی و برخی فلزات سنگین در اندام هوایی ذرت علوفه‌ای و خاک، پژوهشی با طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی با دو تیمار شامل آبیاری با آب چاه با کود (W1) و آبیاری با پساب (W2) در تابستان1390 در مزرعه تصفیه‌خانه فاضلاب شهری شهرکرد اجرا گردید. نتایج نشان داد که تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در عمق 5-0 سانتیمتری نسبت به عمق 15-5 سانتیمتری حدود 42 درصد بیشتر بود و با گذشت زمان روزانه تعداد باکتریهای شاخص آلودگی در خاک به مقدار 35 درصد کاهش نشان دادند. در برگ مسن تعداد کلی‌فرم کل 88 و کلی‌فرم مدفوعی MPN/100m 40 و در برگ جدید تعداد کلی‌فرم کل 38 و کلی‌فرم مدفوعی MPN/100ml 2 شمارش گردید. غلظت فلزات سنگین در ساقه و برگ گیاه در تیمار W2 در مقایسه با تیمار W1 بیشتر بود ولی تفاوت معنی‌داری بین دو تیمار دیده نشد. غلظت فلزات سنگین در خاک و گیاه تحت بررسی نیز در حد مجاز قرار داشتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of municipal effluent irrigation on accumulation of indicator bacteria and some of heavy metal in soil and plant

چکیده [English]

To study of microbial and some of heavy metal in forage corn and soil, field experiment was conducted in wastewater treatment plant in Shahr-e- kord in summer, 2011. Plots were arranged in a randomized complete block design in 3 replications and 2 treatments, well water with fertilizer (W1) and effluent (W2). Results showed that total number of positive lactose bacteria, total and fecal coliforms in depth of 0-5 cm was 42% more than depth of 5-15 cm . In old leaves, total and fecal coliform was 88 and 40 MPN /100 ml, respectively. Also, for new leaves, it was 38 and 2 MPN/ 100 ml, respectively. During the time, number of indicator bacteria in soil was decreased (about 35%). Heavy metal contents in W2 was more than W1 in stem and leaf but there was no significant difference between them. In soil and plant heavy metal contents were in acceptable level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • municipal wastewater treatment plant
  • forage corn
  • total coliform
  • fecal coliform
  • heavy metal

تأثیر آبیاری با پساب شهری بر تجمع باکتریهای شاخص آلودگی و برخی فلزات سنگین در خاک و گیاه 

افسانه عالی نژادیان1، جهانگرد محمدی2، احمد کریمی2 و فرزانه نیکوخواه* 

1 خرم آباد، دانشگاه لرستان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم خاک

2 شهرکرد، دانشگاه شهرکرد، دانشکده کشاورزی، گروه خاکشناسی

2 شهرکرد، دانشگاه شهرکرد، دانشکده منابع طبیعی، گروه محیط زیست

تاریخ دریافت: 1/11/90               تاریخ پذیرش: 12/6/91 

چکیده

به منظور بررسی میکروبی و برخی فلزات سنگین در اندام هوایی ذرت علوفه‌ای و خاک، پژوهشی با طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی با دو تیمار شامل آبیاری با آب چاه با کود (W1) و آبیاری با پساب (W2) در تابستان1390 در مزرعه تصفیه‌خانه فاضلاب شهری شهرکرد اجرا گردید. نتایج نشان داد که تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در عمق 5-0 سانتیمتری نسبت به عمق 15-5 سانتیمتری حدود 42 درصد بیشتر بود و با گذشت زمان روزانه تعداد باکتریهای شاخص آلودگی در خاک به مقدار 35 درصد کاهش نشان دادند. در برگ مسن تعداد کلی‌فرم کل 88 و کلی‌فرم مدفوعی MPN/100m 40 و در برگ جدید تعداد کلی‌فرم کل 38 و کلی‌فرم مدفوعی MPN/100ml 2 شمارش گردید. غلظت فلزات سنگین در ساقه و برگ گیاه در تیمار W2 در مقایسه با تیمار W1 بیشتر بود ولی تفاوت معنی‌داری بین دو تیمار دیده نشد. غلظت فلزات سنگین در خاک و گیاه تحت بررسی نیز در حد مجاز قرار داشتند.

واژه‌های کلیدی: تصفیه‌خانه فاضلاب شهری، ذرت علوفه‌ای، کلی‌فرم کل، کلی‌فرم مدفوعی، فلزات سنگین

* نویسنده مسئول،  تلفن: 09131861836 ، پست الکترونیکی:  f_nikookhah@yahoo.com

مقدمه

 

حفاظت از آب و خاک که از عوامل مهم محیط زیستی در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می‌آیند، یکی از راهکارهای حفظ و توسعه کشاورزی در این نواحی هستند. رشد روز افزون جمعیت جهان همگام با گسترش فعالیتهای کشاورزی و صنعتی در جهت افزایش تأمین مواد غذایی از یک سو و خشکسالیهای پی در پی در سالهای اخیر از سوی دیگر، موجب شده است که منابع موجود آب شیرین سطحی در اکثر کشورهای واقع در کمربند مناطق خشک به اوج بهره‌برداری خود برسد و بالطبع فشار بیش از اندازه به منابع آب وارد آید بنابراین اجرای تدابیر و چاره‌اندیشی به منظور توسعه و بهره‌برداری از منابع آبی جدید مانند استفاده از پساب فاضلابهای کشاورزی، صنعتی، شهری و روستایی، به ویژه در بخش کشاورزی، می‌تواند مشکلات مربوط به تخلیه فاضلاب و کمبود منابع آبی را برطرف و مورد توجه قرار گیرد (1). استفاده از فاضلاب تصفیه شده شهری می‌تواند به دلیل داشتن مواد آلی و عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، عملکرد محصول را افزایش دهد (7) واز طرفی ممکن است به علت وجود طیف وسیعی از عوامل بیماری زا مانند باکتریهای کلی‌فرمیو فلزات سنگین خطراتی را برای سلامتی به همراه داشته باشد (14)؛ بنابراین از آنجایی که پساب فاضلاب جزء منابع غیرمتعارف آب محسوب می‌شود، کاربرد آن در کشاورزی نیازمند مدیریتی خاص است که ضمن بهره‌گیری مطلوب از آن، مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی را در خاک، گیاه و منابع آب سطحی و زیر زمینی به همراه نداشته باشد (44).

تعداد زیادی از تحقیقات نشان می‌دهد که غلظت بالای فلزات سنگین اثرات منفی و زیان‌باری بر محتوای میکروبی خاک، تنوع میکروبی، فراوانی باکتریها، فعالیت آنزیمی مختلف و معدنی شدن کربن و نیتروژن خواهد گذاشت که در دراز مدت تهدید جدی را برای سلامت و تثبیت خاک به همراه خواهد داشت (19).

در تعیین کیفیت میکروبیولوژیکی فاضلاب تصفیه شده، معمولاً شاخصهای آلودگی مدفوعی از قبیل کلی‌فرمها و انتروکوکوکوس‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند. انتخاب این میکروارگانیسم‌ها به دلیل سرعت و سهولت جدا سازی و شناسایی آنها است که تعیین آنها اطلاعاتی را راجع به وجود و رفتار عوامل بیماری زای اصلی در فاضلاب فراهم می‌کند (45).

باکتریها به دلیل تنوع متابولیکی، قادرند در جاهایی زندگی کنند که اغلب میکروارگانیسم‌های دیگر قادر به زندگی در آن مکانها نیستند. با توجه به اینکه ویروسها استثنا هستند، معمولاً تعداد باکتریها در خاک نسبت به سایر میکروارگانیسم‌ها بیشتر است. تنها در یک نمونه خاک ممکن است بیش از 4000 باکتری یافت شود که از لحاظ ژنتیکی با هم متفاوت هستند (43). باکتریها از لحاظ اکولوژیکی به دو دسته تقسیم می‌شوند: باکتریهای بومی (اتوکتونوس) که به عنوان ساکنین واقعی و دائمی شناخته شده‌اند و باکتریهای غیر ساکن یا خارجی (آلوکتونوس) که به عنوان مهاجم یا عابر در نظر گرفته می‌شوند (8).

خاک کشاورزی ترکیب ضروری اکوسیستم است و به عنوان فیلتر طبیعی در نظر گرفته می‌شود و این خاصیت آن را قادر به حذف میکروارگانیسم‌های بیماری زا از فاضلاب به کار برده شده می‌سازد (39). حذف این میکروارگانیسم‌ها از خاک به عوامل مختلفی از قبیل طبیعت خاک، طبیعت پاتوژنها، دما و اثر ناهمسازی از میکرو فلورهای طبیعی بستگی دارد(21). زمانی‌که فاضلاب جهت اهداف کشاورزی استفاده می‌شود، به دلیل احتمال خطرات آلودگی میکروبی خاک، محصولات، مصرف‌کنندگان و کارگران کشاورز، اقدامات بهداشتی اهمیت زیادتری پیدا می‌کند (25). بررسیهای زیادی در مورد افزایش عملکرد محصولات آبیاری شده با پساب گزارش شده است (11 و 23) اما همزمان مطالعات کمی از آلودگی به وجود آمده توسط میکروارگانیسم‌ها و فلزات سنگین روی خاک یا گیاهان در معرض استفاده از فاضلاب برای آبیاری صورت گرفته است (32) و همچنین اطلاعات کمی درباره تجمع میکروارگانیسم‌های بیماری زا در اعماق مختلف در خاک بعد از آبیاری محصولات کشاورزی در دوره فصل رشد موجود می‌باشد(21) لذا این پژوهش با هدف تعیین اثرات فاضلاب تصفیه شده در مقایسه با آب معمول کشاورزی در آبیاری ذرت علوفه‌ای بر ارزیابی باکتریایی خاک، گیاه و بقاء و تجمع باکتریها با منشأ مدفوعی و تجمع فلزات سنگین در خاک و گیاه در مزرعه تصفیه‌خانه فاضلاب شهری شهرکرد اجرا گردید.

مواد و روشها

مکان تحقیق: این مطالعه قسمتی از یک کار تحقیقی می‌باشد که در تصفیه‌خانه فاضلاب شهری شهرکرد با هدف اثرات زراعی و محیط زیستی استفاده مجدد فاضلاب این تصفیه‌خانه برای آبیاری محصول کشاورزی در تابستان 1390اجرا گردید. عمل تصفیه در این تصفیه‌خانه به صورت لجن فعال با هوادهی گسترده می‌باشد و سه مرحله تصفیه مقدماتی، ثانویه و پیشرفته در آن صورت می‌گیرد. این تصفیه‌خانه، فاضلاب تولید شده توسط جمعیتی بالغ بر 200000 نفر را تصفیه می‌کند و پساب خروجی آن lit/s350 می‌باشد. تصفیه‌خانه در جنوب غربی شهرکرد و در ارتفاع 2061 متری از سطح دریا قرار دارد. آب و هوای این منطقه معتدل نیمه مرطوب سرد است و بارش سالیانه آن 319 میلی‌متر، حداکثر درجه حرارت مطلق آن 42 درجه سلسیوس و حداقل دمای مطلق آن 32- درجه سلسیوس می‌باشد.

این تحقیق در بهار و دهه اول خرداد ماه 1390 در زمینی که تا به‌حال توسط پساب آبیاری نشده بود برای بررسی میکروبی و برخی فلزات سنگین در اندام هوایی گیاه و خاک با طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی با دو تیمار شامل آبیاری با آب چاه با کود (W1) و آبیاری با پساب (W2) در 3 تکرار اجرا گردید. با توجه به آزمون خاک قبل از کشت در تیمار W1 (آب چاه) کودهای شیمیایی حاوی 400 کیلوگرم در هکتار کود اوره، 150 کیلوگرم در هکتار کود سوپر فسفات تریپل و 300 کیلوگرم در هکتار کود سولوپتاس استفاده شد و در تیمار W2 به دلیل کاربرد پساب هیچ کودی استفاده نگردید. عملیات کاشت ذرت علوفه‌ای رقم ZP 677 به وسیله کارگر در کرتهایی به ابعاد 5×75/3 متر و با فاصله ردیف 75 سانتیمتر و در 5 ردیف، فاصله بوته‌ها روی ردیف 20 سانتیمتر و با عمق 5 سانتیمتر به صورت خطی صورت گرفت. در هر نوبت آبیاری مقدار آب مورد نیاز ذرت با استفاده از تخلیه رطوبتی خاک محاسبه گردید و از چاه موجود در تصفیه‌خانه و پساب خروجی تصفیه‌خانه، با سیستم لوله‌کشی بسته آب به کرتها انتقال یافت و حجم مشخص آب با کنتور حجمی متصل به شیلنگها، با آبیاری سطحی در هر کرت توزیع گردید. در طی فصل رشد و با توجه به عرف منطقه آبیاری با فواصل هفت روز یک بار انجام و در مجموع 16 مرتبه آبیاری صورت گرفت.

نمونه‌برداری و آنالیزشیمیایی و فیزیکی خاک: قبل از انجام آزمایشات مزرعه‌ای جهت بررسی یکنواختی زمین و به دست آوردن اطلاعاتی راجع به خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک، نمونه‌های مرکب خاک از اعماق 30-0 سانتیمتری خاک از هر بلوک (تکرار) جمع‌آوری گردید. نمونه‌های خاک هوا خشک و پس از کوبیده شدن با چکش پلاستیکی از الک 2 میلی‌متری عبور داده شدند و برخی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی مانند اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک (در سوسپانسیون 1:5 خاک به آب) به ترتیب با pH متر دیجیتال مدل 744، مارک Metrohm و EC متر دیجیتالsension7  و مارک HACH، کربنات کلسیم معادل با روش خنثی کردن کربنات کلسیم با اسید کلریدریک و تیتراسیون اسید اضافی با سود، مواد آلی خاک توسط اکسیداسیون تر، ازت کل خاک با روش کجلدال و با دستگاه کجلدال مدل Behr labor-Technik، فسفر قابل جذب به روش اولسن و با دستگاه اسپکتروفتومتر مدل Cintra 5، پتاسیم قابل جذب با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر Corningمدل 410، غلظت قابل استفاده عناصر سنگین پس از عصاره‌گیری نمونه‌ها باDTPA با دستگاه جذب اتمی مدلGBC 932 Plus Atomic Absorption Spectrometer و بافت خاک به روش هیدرومتر اندازه‌گیری شدند(2). نتایج برخی پارامترهای شیمیایی و فیزیکی در جدول 1 نشان داده شده است. همچنین در پساب مورد استفاده نیز برخی از پارامترها اندازه‌گیری و در جدول 2 نشان داده شده‌اند. اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی به ترتیب با BOD متر مدل OxiDirect و COD متر مدلDRB 200 Digestion  مارک HACH سنجش شدند.

آنالیز شیمیایی گیاه: در نمونه‌های برداشته شده گیاهی اجزاء تر گیاه شامل برگ و ساقه از هم جدا و ابتدا با آب معمولی تمیز و سپس با محلول رقیق اسید کلریدریک 005/0 درصد شسته و بعد از شستشوی مجدد با آب معمولی در نهایت با آب مقطر چندین بار شستشو و به مدت چند روز در هوای آزاد گذاشته شدند و پس از آن با قرار دادن نمونه‌ها در پاکتهای کاغذی در گرمخانه تهویه‌دار در دمای 70 درجه سانتی‌گراد به مدت چند روز تا رسیدن به وزن ثابت قرار داده شدند. پس از این مرحله نمونه‌های خشک شده توسط آسیاب برقی به ذرات حدود 1 میلی‌متر تبدیل و سپس برخی فلزات سنگین قابل عصاره‌گیری با DTPA در این نمونه‌ها اندازه‌گیری شدند (3).

آنالیزهای میکروبیولوژیکی نمونه‌های فاضلاب تصفیه شده: کیفیت باکتریایی پساب با روش بیشترین شمارش احتمالی(MPN) تعیین گردید. جهت تعیین باکتریهای لاکتوز مثبت در نمونه پساب از محیط کشت لاکتوز براث با کدMerck Cat. No.1.07661.0500(5گرم پپتون، 3 گرم عصاره گوشت و 5 گرم لاکتوز) با رقتهای ضعیف و قوی استفاده شد. پس ازتلقیح، لوله‌ها به مدت 48 -24 ساعت در 375/35 درجه سلسیوس قرارگرفتند. تولید گاز در این لوله‌ها احتمال وجود باکتریهای لاکتوزمثبت رانشان داد. پس از این مرحله از محیط کشت برلیانت گرین بایل براث با کد A7119(حاوی 10 گرم ژلاتین، 10 گرم لاکتوز، 20 گرم اکس بایل و 0133/0 گرم برلیانت گرین) جهت تشخیص باکتریهای کلی‌فرم استفاده شد به این ترتیب که یک تا دو قطره از هر لوله لاکتوز براث مثبت به محیط کشت برلیانت گرین بایل براث اضافه گردید و به مدت 48 ساعت در دمای 5/0 ±35 درجه سلسیوس قرار داده شد. ایجاد گاز در لوله‌های دورهام محیط کشت برلیانت گرین، به منزله مثبت بودن آزمایش و تأیید مراحل قبلی بود. بعد از این مرحله از محیط پپتون واتر با کد A7418 (محتوی 10 گرم پپتون، 5 گرم کلرید سدیم، 5/3 گرم فسفات دی سدیم و 5/1 گرم فسفات مونو پتاسیم) و تست اندول جهت تعیین باکتریهای کلی‌فرم مدفوعی استفاده شد که در این تست بعضی باکتریها می‌توانند اسیدآمینه تریپتوفان به کار رفته در تست اندول که از انحلال 10 گرم تریپتوفان و 5 گرم کلرید سدیم به دست می‌آید را تجزیه و به آنالین و اندول تبدیل نمایند. اندول آزاد شده توسط باکتریها با معرف کواکس (پارادی متیل آمینو بنزالدئید) رنگ زرد محیط کشت را به رنگ قرمز تبدیل می‌کند. در نهایت تعداد باکتریها با استفاده از جدول MPN تعیین شدند (15).

آنالیز میکروبیولوژیکی خاک: در انتهای فصل رشد و یک روز بعد از اتمام آخرین مرحله آبیاری از وسط کرتهای آبیاری شده با پساب و آب معمولی (آب چاه) با استفاده از قاشقک فلزی استریل 5/0 سانتیمتر از خاک سطحی کنار زده شد و بلافاصله با اسپیتول استریل دیگری، 10 گرم از خاک از اعماق 5-0 و 15-5 سانتیمتری خاک مربوطه برداشته و در ظروف و بطریهای شیشه‌ای استریل جمع‌آوری و در ظرف حاوی یخ در دمای حدود 4 درجه سلسیوس نگهداری شدند و سریعاً جهت تجزیه میکروبی مورد استفاده قرار گرفتند. نمونه‌های برداشته شده با استفاده از همزن مغناطیسی استریل برای 30 دقیقه در 90 سی‌سی آب مقطر استریل پراکنده شدند. روش اندازه‌گیری کلی‌فرم کل و کلی‌فرم مدفوعی در نمونه‌های خاک نیز مانند نمونه پساب با روش MPN بود و باید خاطر نشان کرد که جهت اندازه‌گیری کل باکتریها در خاک، رقیق‌سازی صورت گرفت و درجه رقت برای نتایج نهایی در نظر گرفته شد (15 و 31).

در انتهای فصل رشد همچنین در یک آزمایش فرعی جهت ارزیابی شدت کاهش در تعداد میکروارگانیسم‌ها با گذشت زمان بعد از آبیاری، نمونه‌های خاک در تیمار W2 (تیمار پساب) در 3 تکرار بعد از زمانهای (2، 4، 24، 44، 68 و 92 ساعت پس از کاربرد فاضلاب تصفیه شده) از عمق 15-5 سانتیمتری خاک جمع‌آوری شدند. باکتریهای کلی‌فرم کل و کلی‌فرم مدفوعی در نمونه‌های خاک مشابه آنچه که در قسمت قبلی برای دو عمق 5-0 و 15-5 سانتیمتری شرح داده شد مورد آنالیز و شمارش قرار گرفتند.

آنالیز میکروبی گیاه: جهت بررسی باکتریها در برگ و دانه گیاه، این اجزاء گیاه با آب استریل شسته شدند و آب حاصل از شستشو با روشهای ذکر شده در بالا مورد بررسی قرار گرفت (12 و 15).

تجزیه آماری: تیمارهای مورد آزمایش (آب چاه و پساب) با استفاده از نرم افزارSAS V8 بر مبنای طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. میانگینها با استفاده از آزمون LSD در سطح 5 درصد مقایسه شدند. برای ترسیم نمودارها از نرم افزار Excel و در نمودارها از حروف، برای مشخص نمودن تفاوت بین میانگینها استفاده گردید.

نتایج

با توجه به نتایج به دست آمده خاک منطقه مورد آزمایش، از نظر بافت، رسی، قلیایی، شدیداً آهکی و حاوی مقادیر کم نیتروژن، پتاسیم، فسفر، شوری و ماده آلی بود(جدول 1). فاضلاب تصفیه شده نیز قلیایی و غیر شور بود. نیتروژن عمدتاً به صورت نیتروژن نیتراتی بود که بیان کننده اکسیداسیون کامل و نیتریفیکاسیون در طول فرآیند تصفیه بود و فسفر نیز با غلظت نسبتاً پایینی در پساب وجود داشت. سطح اکسیژن بیوشیمیایی و شیمیایی در فاضلاب تصفیه شده پایین بود که نشانگر اکسیداسیون کامل پساب و کارآیی بالای تصفیه در تصفیه‌خانه فاضلاب شهرکرد بود. تصفیه فاضلاب همچنین باید تعداد میکروارگانیسم‌ها را به یک سطح قابل قبول کاهش دهد که این سطح قابل قبول برای مصارف گوناگون مانند منابع آب آشامیدنی، آبیاری و کشاورزی متفاوت است. با توجه به جدول 2 مشاهده می‌شود که کیفیت پساب خروجی تصفیه‌خانه با توجه به استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست ایران (5) از جنبه شیمیایی و فیزیکی بالا و برای آبیاری محصولات زراعی و باغها در مناطق خشک و نیمه خشک مناسب می‌باشد.

 

 

جدول 1- برخی از مشخصات اصلی خاک منطقه مورد مطالعه

عمق خاک

(cm)

pH

 

درصد مواد آلی

هدایت الکتریکی (dS/m)

درصدکربنات کلسیم معادل

نیتروژن (%)

فسفر قابل جذب (mg/kg)

پتاسیم قابل جذب (mg/kg) 

بافت خاک

30-0

52/8

06/1

37/0

05/48

09/0

20/8

208

رسی

 


بررسی باکتریولوژیکی خاک و گیاه: الف) خاک: در دو عمق مورد نظر، بین باکتریهای هوازی لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و کلی‌فرم مدفوعی در تمام نمونه‌های خاک آبیاری شده با آب چاه نسبت به خاک آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده بین دو تیمار، تفاوت معنی‌داری دیده شد ولی برای عمق 15-5 سانتیمتری برای باکتری کلی‌فرم مدفوعی بین دو تیمار تفاوت معنی‌داری مشاهده نگردید (شکل 1). در تمام نمونه‌ها در اعماق 5-0 و 15-5 سانتیمتری از سطح خاک در دو تیمار مورد آزمایش تعداد کلی‌فرم کل از کلی‌فرم مدفوعی بیشتر بود و با افزایش عمق کاهش باکتریها نمایان بود (شکل 1). همچنین مشاهده می‌گردد که کلی‌فرمهای کل و مدفوعی در نمونه‌های خاک آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده نسبت به نمونه‌های آبیاری شده با آب چاه بیشتر بودند. تعداد کلی‌فرم کل در نمونه‌های خاک آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده در عمق 5-0 سانتیمتری MPN/100ml 775 ±15427 و کلی‌فرم مدفوعیMPN/100ml 225 ± 2883 و در عمق 15-5 سانتیمتری کلی‌فرم کلMPN/100ml440 ±9797 و کلی‌فرم مدفوعیMPN/100ml154 ±1907بودند در حالی که در خاک آبیاری شده با آب چاه (آب معمولی) در عمق 5-0 سانتیمتری باکتریهای کلی‌فرم کل MPN/100ml917±3220 و کلی‌فرمهای مدفوعی ازMPN/100ml465 ±1917و در عمق 15-5 سانتیمتری تعداد کلی‌فرم کلMPN/100ml929 ± 2567 و برای کلی‌فرم مدفوعی MPN/100ml326 ± 1717متغیر بودند.

 

B)

 

A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 1- باکتری لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در 2 عمق خاک  cm5-0(A) وcm 15-5 (B) بعد از آبیاری با پساب و آب معمول کشاورزی

 

نتایج آزمایشات باکتریایی خاک و تجزیه آماری داده‌ها و مقایسه میانگینها در سطح 5 درصد نشان داد که استفاده از فاضلاب تصفیه شده در مقایسه با آب چاه به ترتیب باعث افزایش کلی‌فرم کل (TC) و کلی‌فرم مدفوعی (FC) به میزان 12/79 و 52/33 درصد در عمق 5-0 و 80/73 و 96/9 درصد در عمق 15-5 سانتیمتری خاک گردید (جدول 3 و شکل 1).

نتایج آزمایشات فرعی در زمانهای مختلف (2، 4، 24، 44، 68 و 92 ساعت) در نمونه‌های خاک جمع‌آوری شده در کرتهای آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده (W2) با گذشت زمان کاهش باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی را نشان می‌دهد (شکل 2) در این شکل میانگین داده‌ها و تفاوت معنی‌دار آنها در زمانهای مختلف با حروف روی نمودار نمایان شده است. نتایج تجزیه واریانس نیز در جدول 4 نشان می‌دهد که در زمانهای مختلف بعد از اتمام آبیاری، هر سه باکتری در سطح 1 درصد تفاوت معنی‌داری با یکدیگر دارند.

در آزمایش فرعی انجام شده بعد از 24 ساعت کل تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت حدود MPN/100ml104×6، کل کلی‌فرمهای کل حدود 104 و کل کلی‌فرمهای مدفوعی حدود MPN/100ml 103×2 به دست آمد. این کاهش باکتریها بعد از 24 ساعت می‌تواند به علت جذب باکتریها به ذرات کلوییدی خاک و یا مرگ سلولها باشد. تمام باکتریها با گذشت زمان بعد از کاربرد فاضلاب به کمترین مقدار کاهش پیدا کردند. این کاهش نشان داد که با گذشت زمان خطرات باکتریایی استفاده از پساب در خاک کاهش می‌یابد.

 

 

جدول 2- میانگین کیفیت آب چاه و پساب شهری تصفیه شده شهرکرد در تابستان 1390 و ارزیابی آلودگی آنها در مقایسه با استانداردهای توصیه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایران می‌باشد.

معیار اندازه‌گیری شده

آب چاه

انحراف معیار آب چاه

پساب

انحراف معیار

پساب

مرز استاندارد آلوده کننده‌ها در پساب برای مصارف کشاورزی

pH

30/7

19/0

8/7

198/0

5/8-6

هدایت الکتریکی(dS/m)

79/0

003/0

77/0

041/0

97/2

کلسیم (mg/l)

75/61

96/4

32/41

55/9

-

منیزیم(mg/l)

31/6

106/0

24/24

64/2

100

نیتروژن نیتراتی(mg/l)

62/30

12/1

98/35

03/5

50

نیتروژن نیتریتی(mg/l)

021/0

003/0

22/1

42/0

-

فسفر فسفاتی(mg/l)

15/0

014/0

76/14

286/1

6

پتاسیم(mg/l)

97/0

062/0

80/24

061/4

-

منگنز(mg/l)

009/0

002/0

012/0

002/0

1

آهن(mg/l)

015/0

001/0

028/0

01/0

3

روی (mg/l)

346/0

002/0

039/0

021/0

2

مس (mg/l)

069/0

002/0

018/0

037/0

2/0

کادمیوم (mg/l)

002/0

001/0

004/0

003/0

05/0

BOD (mg/l)

-

-

5/8

13/1

100

COD (mg/l)

-

-

16/32

04/5

200

*کلی‌فرم کلTotal Coliform(MPN/100mL)

-

-

170000

-

1000

*کلی‌فرم مدفوعیFecal Coliform(MPN/100mL)

-

-

110000

-

400

*مقادیر کلی‌فرم کل و مدفوعی تنها در انتهای فصل رشد و با 3 تکرار شمارش گردیدند.

 

جدول 3- نتایج تجزیه واریانس (F) اثر نوع آب بر تعداد باکتری در دو عمق 5-0 و 15-5 سانتیمتری خاک

منابع تغییر

عمق 5-0 سانتیمتری خاک

عمق 15-5 سانتیمتری خاک

درجه آزادی

باکتری

لاکتوز مثبت

کلی‌فرم کل

کلی‌فرم مدفوعی

باکتری

لاکتوز مثبت

کلی‌فرم

کل

کلی‌فرم

مدفوعی

تکرار

2

ns75/0

ns22/2

ns81/3

ns13/2

ns73/2

ns86/0

تیمار (نوع آب)

1

**82/240

**66/499

**29/25

**44/92

**30/276

ns77/0

خطا

2

 

 

 

 

 

 

‌ns، * و ** به ترتیب نشان‌دهنده عدم وجود تفاوت معنی‌دار، معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد می‌باشند.

جدول 4- نتایج تجزیه واریانس (F) تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی با گذشت زمان

باکتری کلی‌فرم مدفوعی

باکتری کلی‌فرم کل

باکتری لاکتوز مثبت

درجه آزادی

منابع تغییر

99/1ns

**80/6

**20/6

2

تکرار

**86/135

**43/792

**20/7043

5

تیمار (زمان)

 

 

 

10

خطا

‌ns، * و ** به ترتیب نشان‌دهنده عدم وجود تفاوت معنی‌دار، معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد می‌باشند.

 

جدول 5- میانگین غلظت برخی فلزات سنگین (استخراج با DTPA) در خاک (30-0 سانتیمتر) پیش و پس از آزمایش

شاخص اندازه‌گیری شده

آهن

(mg/kg) 

منگنز

(mg/kg) 

روی

(mg/kg) 

مس (mg/kg) 

کادمیوم (mg/kg) 

سرب

 (mg/kg 

نیکل (mg/kg) 

خاک پیش از کاشت

45/2

12/3

30/0

31/0

.051/0

47/0

32/0

گستره مجاز در خاکها

-

3000-1500

300

100

3

100

1

W1

b03/2

d11/1

a32/0

a60/0

bc056/0

b86/0

ab20/0

W2

d70/1

d12/1

c24/0

a62/0

ab063/0

a96/0

ab25/0

در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشابه هستند بر اساس آزمون LSD در سطح 5% فاقد تفاوت معنی‌دار هستند.

 

 

a 

 

b

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 2- کاهش در تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت (a)، کلی‌فرم کل(b) و کلی‌فرم مدفوعی(c) در خاک با زمان پس از کاربرد پساب به خاک (LSD حداقل اختلاف معنی‌دار بین تیمارها می‌باشد)

 

 

 

 

 

 


شکل 3- تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در اندام مختلف گیاه تحت آبیاری با پساب


ب) بررسی آلودگی میکروبی برگها و دانه گیاه: مقدار باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در برگهای قدیمی نسبت به برگ جدید گیاه زیادتر بودند (شکل 3) که علت آن می‌تواند نزدیک بودن برگهای قدیمی به سطح زمین و امکان آلوده شدن بیشتر آنها با پساب در حین آبیاری باشد. همچنین نتایج نشان داد که آلودگی باکتریایی در اجزاء گیاه در حد قابل قبول بود و در دانه ذرت تعداد باکتریهای شاخص حدود صفر بود.

ج) تأثیر پساب شهری بر غلظت برخی فلزات سنگین خاک و گیاه: خاک: نتایج تجزیه شیمیایی خاک نشان داد آبیاری با فاضلاب به استثنای مس، کادمیوم و سرب تأثیری بر افزایش یا تجمع عناصر ریز مغذی و فلزات سنگین در خاک (استخراج با DTPA) نداشته است(جدول 5) و تمامی مقادیر در دامنه بسندگی این عناصر در خاکها قرار دارند. گر چه فاضلاب محتوی مقادیر خیلی کمی از ریز مغذیها بود مس قابل استخراج با DTPA در خاک به طور معنی‌داری افزایش یافت که این می‌تواند به واکنشهای کلاته شدن مس با ترکیبات آلی فراهم شده به وسیله کاربرد پساب که یک مکانیسم اصلی برای بالا بردن حلالیت‌پذیری و قابل دسترسی عناصر کم مصرف در خاکهای با آهک بالا و قلیایی است، مربوط باشد (35).

باید توجه کرد که در مورد تجمع عناصر سنگین در خاک نباید انتظار داشت که در یک سال زراعی میزان غلظت عناصر سنگین در خاک افزایش معنی‌داری نشان دهد زیرا غلظت این عناصر در فاضلاب تصفیه شده بسیار ناچیز است. تجمع عناصر سنگین در خاک طی آبیاری با فاضلاب به عوامل مختلفی از جمله غلظت این عناصر در فاضلاب، مدت آبیاری با فاضلاب، بافت، اسیدیته و درصد مواد آلی خاک بستگی دارد (20 و 27). اورتگا لوراسه (2001) (38) در پژوهش خود بیان کرد که کاربرد فاضلاب تجمع عناصر سنگین و فسفر را در لایه سطحی خاک افزایش داد.

خاک منطقه آزمایش پیش از تحقیق حاوی مقادیر کمی از عناصر کم مصرف و فلزات سنگین بود و این عناصر در پساب مورد استفاده نیز کم بودند و یکی از دلایل پایین بودن برخی از این عناصر در خاک نسبت به قبل از آزمایش می‌تواند به بافت ریز خاک منطقه آزمایش که ظرفیت نگهداری بالا برای ریز مغذیها و فلزات سنگین موجود در پساب را دارد، مربوط باشد.

گیاه: با توجه به شکل 4 نمایان است که با مصرف پساب (W2) مقادیر فلزات سنگین در برگ و ساقه گیاه نسبت به تیمار آب معمولی (W1) بیشتر است ولیکن تفاوت معنی‌داری بین آنها دیده نشد. علت بالاتر بودن غلظت عناصر سنگین در اندام هوایی گیاه تحت آبیاری با پساب می‌تواند به دلیل وجود مقادیر بالاتر این عناصر در پساب باشد. همچنین به علت افزایش مواد آلی خاک توسط پساب قابلیت جذب آهن، روی، مس، منگنز و کادمیوم توسط گیاه افزایش یافته است. رضایی نژاد و افیونی (1379) (4) نیز در بررسی اثر مواد آلی بر خواص شیمیایی خاک، جذب عناصر به وسیله ذرت و عملکرد آن اظهار داشتند که کودهای آلی باعث افزایش معنی‌دار مواد آلی خاک می‌شوند و قابلیت جذب روی، مس و آهن خاک را افزایش می‌دهند که با نتایج این تحقیق همخوانی داشت. در هر دو تیمار مقدار عناصر سنگین از حد استاندارد تجاوز ننمود. علیزاده و همکاران (2001) (13) در بررسی اثر آبیاری ذرت با پساب نشان دادند که غلظت عناصر میکرو و سنگین در گیاه ذرت تحت تأثیر تیمار آبیاری قرار نگرفت.

 

 

برگ

 

ساقه

 

تیمارها 

 

   
   

 

 

 

 

 

 

 


شکل 4- اثر تیمارهای آبیاری بر غلظت عناصر سنگین در اندام هوایی ذرت علوفه‌ای.  (مقایسه میانگین بر اساس آزمون LSD در سطح 05/0 انجام گرفته است)


بحث

نتایج نشان داد که با توجه به کم بودن عناصر غذایی در خاک منطقه مورد مطالعه، مواد آلی و مواد غذایی موجود در فاضلاب توانسته است منجر به تحریک میکروبها و افزایش بیوماس و فعالیت آنها شودکه با توجه به شکل1 مشاهده می‌شود که تعداد باکتریها در تیمار آبیاری شده با پساب، به دلیل بیشتر بودن عناصر غذایی در پساب، بیشتر می‌باشد. همچنین تعداد کل باکتریها در لایه بالایی خاک (5-0 سانتیمتری) نسبت به لایه عمیق‌تر (15-5 سانتیمتری) بیشتر بودند که دلیل آن می‌تواند به عواملی مانند زیادتر بودن مواد آلی و وجود هوا در لایه سطحی خاک، پالایش باکتریها توسط خاک (همراه با محدود کردن انتقال آنها و جریان آب به لایه‌های پایین‌تر)، تجمع ذرات معلق و باکتریها در سطح خاک که خود به عنوان فیلتر عمل می‌کند، مربوط ‌باشد(29). شایان ذکر است که شسته شدن و آبشویی باکتریها از طریق بارندگی یا آبیاری از خاک آلوده به مواد دفعی و عناصر آلاینده تدریجاً می‌تواند آلودگی را به لایه‌های پایین‌تر خاک و حتی به آبهای سطحی و زیرزمینی برساند. محمودی و جوانمردی (1388) (9) در بررسی خود گزارش کردند که آلودگی مدفوعی در کنار دریاچه پریشان نسبت به قسمت میانی دریاچه بیشتر بود که دلیل آن ورود آلودگیهای مدفوعی از خاک مناطق ساحلی به کناره‌های دریاچه بود. عالی نژادیان و بیگی (1387) (6) در تحقیق خود نشان دادند که آلودگی بالای مدفوعی در مظهر قنات لقدمه واقع در شهرستان سامان شهرکرد ناشی از آبشویی، ورود و دفع نامناسب فضولات و پساب مرغداری از طریق خاک به مادر چاه قنات موجود در مرغداری بود. زنده ماندن و بقای میکروارگانیسم‌ها در خاک به عواملی مانند درجه حرارت، مقدار رطوبت، واکنش خاک، ترکیب خاک، رقابت بازدارنده از میکروفلورای بومی خاک و همچنین مدت زمان دوام میکروارگانیسم‌ها خارج از میزبان طبیعی بستگی دارد (18 و 21). اگر شرایط نامساعد باشد، حتی در درجه حرارت پایین تعداد پاتوژنها کاهش موقتی را نشان خواهند داد (33). زنده ماندن و دوام عوامل بیماری زای باکتریایی در خاک برای خاکهای علفزارها برای بیش از یک ماه گزارش شده است (37) در حالیکه مطالعات متعددی بقای طولانی ویروسها را در خاک گزارش کرده‌اند (41).

سرشت و طبیعت خاک مانند ظرفیت نگهداری رطوبت در خاک، واکنش خاک و مواد آلی خاکها نقش بسیار اساسی در بقاء و نگهداری میکروارگانیسم‌ها دارد(18). کاربرد فاضلاب به خاک معمولاً فعالیت میکروارگانیسم‌ها را به خاطر افزایش مواد آلی خاک افزایش می‌دهد. تات (1978) (42) در تحقیق خود نشان داد که بقای باکتریهای کلی‌فرم مدفوعی معمولاً در خاکهای آلی نسبت به خاکهای معدنی بالا می‌رود که دلیل آن می‌تواند به علت حضور مواد آلی در خاکهای آلی باشد. نتایج در این تحقیق نشان داد که بقاء و تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و مدفوعی در نمونه‌های خاک با گذشت زمان کاهش یافت و در واقع چند ساعت پس از آبیاری نسبت به 3 روز پس از آبیاری تعداد باکتریها بیشتر بود که این می‌توانست بیانگر این باشد که بلافاصله پس از آبیاری با فاضلاب، مقدار مواد آلی در خاک افزایش و در پی آن تعداد باکتریها نیز افزایش یافته و همچنین با گذشت زمان رطوبت خاک که از عوامل تأثیرگذار بر بقای باکتریها می‌باشد، کاهش می‌یابد و می‌توان نتیجه گرفت با گذشت زمان سیر نزولی در تعداد باکتریها مشاهده می‌شود. بارتون و آرلوسکروف(1987) (17)و تات (1978) (42)نیز در مطالعات خود، رطوبت، رطوبت خاک، نوع و غلظت نمکهای یونی در محلول خاک را از عوامل مهم تأثیر گذار در زنده ماندن و مقدار انتقال باکتریها در خاک بیان کردند. گلدشمید و همکاران در تحقیق خود (1973) (22) نشان دادند که نگهداشت باکتریها توسط خاک در حضور پساب فاضلاب نسبت به آب معمولی بیشتر است. در مطالعه حاضر افزایش در تعداد باکتریهای لاکتوز مثبت، کلی‌فرم کل و کلی‌فرم مدفوعی می‌تواند به علت افزایش رطوبت خاک، دمای مناسب، بیشتر بودن مقدار یونهای املاح در آغاز فصل رشد مخصوصاً درست بعد از آبیاری با فاضلاب تصفیه شده و حتی مقداری بیشتر بعد از آبیاری دوم با همان فاضلاب باشد.

باکتریهای کلی‌فرم کل در خاک آبیاری شده با فاضلاب تصفیه شده نسبت به خاک آبیاری شده با آب معمولی حدود 4 برابر بیشتر بود که این افزایش می‌تواند مربوط به مواد مدفوعی موجود در فاضلاب تصفیه شده باشد. هرچند، در خاکهای آبیاری شده با آب معمولی که حاوی تعداد کمی کلی‌فرم مدفوعی بودند، کلی‌فرمهایی وجود داشت که می‌تواند به عواملی غیر از فاضلاب تصفیه شده مانند استعمال کود که ممکن است به باکتریها آلوده باشد، مربوط باشد. استفاده باکتریهای کلی‌فرم مدفوعی به عنوان یک شاخص آلودگی توسط برخی از دانشمندان یک شاخص بهتری از آلودگی نسبت به کلی‌فرم کل است زیرا کلی‌فرمهای کل ممکن است شامل گونه‌هایی باشند که مربوط به مواد مدفوعی نباشند (24).

واکنش خاک (pH) یک فاکتور مهم دیگری در بقای میکروارگانیسم‌ها در خاک است. مشخص شده است که زمان دوام باکتریهای هتروتروفیک معمولاً در خاک اسیدی (5-3pH=) نسبت به خاک قلیایی کمتر است زیرا اسیدیته (pH پایین) خاک می‌تواند نقش معکوسی بر باکتریها و قابل دسترس بودن عناصر غذایی بگذارد (42). نتایج این پژوهش نشان داد که pH اندازه‌گیری شده پساب و نمونه خاک قبل از آزمایش بالاتر از 7 و قلیایی بود و این می‌توانست دلیلی بر بقاء و دوام باکتریهای مطالعه شده در طی دوره رشد و تحقیق باشد. همچنین با کاربرد پساب در انتهای فصل رشد،pH خاک آبیاری شده با پساب کاهش یافت (45/8) و این کاهش pH ممکن است حلالیت فلزات سنگین را افزایش داده باشد و موجب تحریک رشد باکتریها شده باشد (40).

هدایت الکتریکی نیز از عوامل مهم و تأثیرگذار بر تعداد باکتریهای خاک است. تحقیقات نشان داده‌اند که شوری از عوامل مهم استرس برای میکروارگانیسم‌ها به حساب می‌آید. کاهش میزان دی‌اکسیدکربن تولیدی، کاهش فعالیت آنزیمی و کاهش محتوی میکروبی در اثر شوری اتفاق می‌افتد (30). شوری پساب و آب چاه درطول دوره تحقیق به ترتیب 77/0 و dS/m79/0 بود که این مقدار برای رشد باکتریها مناسب بود و برای آبیاری محصولات کشاورزی در حد استاندارد قرار داشت. مقدار شوری خاک نیز قبل از اجرای پژوهشdS/m37/0 بود که مشکل شوری در محلول خاک وجود نداشت و افزودن پساب با شوری مناسب و عناصر غذایی مناسب نه تنها اثر سویی در خاک نداشت بلکه شرایط را برای فعالیت باکتریها مهیا نمود.

اگر چه بیشتر اوقات فاضلاب یا لجن فاضلاب می‌تواند برای کاربرد کوتاه مدت تأثیر مثبتی برای خاک و محصول داشته باشد، اما کاربرد طولانی مدت آن ممکن است به دلیل آلودگی ایجاد شده از طریق فلزات سنگین اثرات منفی بر جمعیت میکروبی خاک داشته باشد (16). همچنین به دلیل جذب این فلزات توسط گیاه، در صورت جذب بیش از حد و تجاوز این عناصر از حد قابل قبول برای گیاه، اثرات زیان‌باری برای گیاه پیش خواهد آمد. مینویی و همکاران (1387) (10) در تحقیق خود نشان دادند که با رسیدن غلظت کادمیوم به 50 میلی‌گرم در لیتر در محیط ریشه گیاه گندم تغییرات مورفولوژیکی و میکروسکوپی در برگ گیاه ایجاد نگردید اما در ریشه گیاه این تغییرات مشاهده شد و با رسیدن کادمیوم به غلظت 200 میلی‌گرم در لیتر در خاک، تمامی برگها زرد و خشک شده و ریشه‌ها از بین رفت و هیچگونه ریشه‌ای در گیاه دیده نشد. در این پژوهش غلظت فلزات سنگین در خاک به بیش از حد قابل مجاز نرسید و حتی ممکن است باعث تحریک فعالیت میکروبی خاک نیز شده باشد. رامیرز-فوانتز و همکاران (2002) (40)نیز در بررسیهای خود یافتند که وقتی غلظت فلزات سنگین (سرب، جیوه، مس، کروم و کادمیوم) از حد مجاز تجاوز نکنند اثرات مثبتی روی فعالت میکروبی خاک، کربن آلی و ازت کل خاک دارند. در تحقیق دیگر مافیت و همکاران (2003) (34) نشان دادند که در خاکهای آلوده با عنصر روی (mg/kg-1400) نسبت به خاک غیر آلوده (mg/kg-157) تنوع باکتریایی کمتر بود.

آلودگی باکتریایی در سطح برگ ذرت مورد مطالعه می‌تواند به علت پاشیده شدن پساب در حین عملیات آبیاری یا مربوط به مدفوع پرندگان باشد ولی این تعداد باکتری در حد قابل قبول بود. زنده ماندن عوامل بیماری زا در محیط زیستهای متفاوت به روشهای آبیاری، مانند آبیاری جوی پشته‌ای و بارانی، درجه حرارت بالا، خشک شدن و اشعه ماورای بنفش بستگی دارد. این فاکتورها می‌توانند منجر به مرگ و میر سریع‌تر عوامل بیماری زا از سطح مواد شوند (26). نتایج به دست آمده نشان داد که در برگ مسن تعداد باکتری بیشتری وجود داشت و احتمالاً در فصل رشد فاکتورهای محیطی مانند درجه حرارت بالا، خشکی هوا توانسته روی برگهای جدید که بیشتر در معرض نور هستند تأثیر زیادتری بگذارد و باعث مرگ و از بین رفتن باکتریها در سطح برگ جدید نسبت به برگ قدیمی شود. برخی از مواقع استفاده از فاضلاب منجر به آلودگی میکروبی در سطح میوه شده و لذا مصرف تازه‌خوری آن مضر می‌باشد. عوامل بیماری زا اکثراً در محیط خاک به محصولات ریشه‌ای مانند تربچه، کاهو و دیگر سبزیجات منتقل می‌شوند و سلامتی غذا را مخصوصاً وقتی این محصولات توسط مصرف‌کنندگان به صورت خام مصرف می‌شوند در معرض خطر قرار می‌دهند (36) ولی برای محصولات علوفه‌ای و غلات استفاده از پساب مشکلات کمتری را ایجاد می‌کند. آیلو و همکاران (2007) (12) نشان دادند که کاربرد فاضلاب باعث افزایش آلودگی استرپتوکوک مدفوعی و اشرشیاکلی به ترتیب MPN/100ml 103×3، MPN/100ml 103× 2/1 در سطح خاک گردید. همچنین آنالیز میکروبی محصول، تجمع کمی از اشرشیاکلی را روی میوه‌های گوجه‌فرنگی آبیاری شده با فاضلاب با غلظت MPN/100ml 40 را برای 80 درصد نمونه‌ها نشان داد. کالاورو زیوتیس و همکاران (2008) (28) در تحقیقی که در آگرینیون (Agrinion) یونان بر روی دو گیاه کلم بروکلی و کلم بروکسل انجام دادند نتیجه گرفتند که فاضلاب شهری تصفیه شده باعث افزایش غلظت فلزات سنگینو میزان کلی‌فرم مدفوعی و اشرشیاکلی در قسمتهای خوردنی این دو گیاه شد که عاملی خطرناک برای سلامتی بود، بنابراین فاضلاب شهری تصفیه شده نتوانست برای آبیاری این دو گیاه مورد استفاده قرار گیرد. علیزاده (1375) (7) کاشت گیاهان کاهو و هویج را در ارتباط با آبیاری با فاضلاب به علت مسائل بهداشتی توصیه نکرد ولی استفاده از پساب را در زراعت خیار و گوجه فرنگی بلامانع دانست.

نتیجه‌گیری کلی

حفظ سلامت خاک از جنبه بهداشتی و شیمیایی برای کشاورزی پایدار از اهمیت فراوانی برخوردار است و استفاده از پساب در کشاورزی نباید سلامت خاک را به خطر بیاندازد. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که باکتریهای ‌شاخص آلودگی در گیاه در محدوده مجاز قرار داشتند و در خاک تحت آبیاری نیز با گذشت زمان باکتریها کاهش یافته و به حد قابل قبول رسیدند. پساب فاضلاب حاوی عناصر کم مصرف و فلزات سنگین می‌باشد و هنگامی که این عناصر به خاک اضافه می‌شوند گیاه این عناصر را جذب می‌کند. جذب عناصر کم مصرف و فلزات سنگین به مقدار زیاد به وسیله گیاه می‌تواند سبب آلودگی زنجیره غذایی انسان و دام شود. در این پژوهش در خاک و گیاه، غلظت فلزات سنگین از حد مجاز تجاوز نکرد؛ بنابراین کاربرد فاضلاب تصفیه شده دست کم در یک دوره کوتاه مدت، تأثیر نامطلوبی بر ویژگیهای خاک و گیاه نداشته است و می‌توان در شرایط کم آبی حاضر،استفاده از این پساب را با اعمال مدیریت خوب برای آبیاری غلات در منطقه مورد نظرتوصیه نمود.

سپاسگزاری

بدین وسیله از آقای مهندس یزدانی، مدیر عامل محترم اداره آب و فاضلاب شهرکرد، سرکار خانم مهندس غلامی، مدیر محترم تصفیه‌خانه فاضلاب شهری شهرکرد، خانم نجفی، تکنسین آزمایشگاه اداره آب و فاضلاب شهرکرد، آقای غلامی مسئول حراست اداره آب و فاضلاب شهرکرد، خانم مؤمنی، خانم کریمی و خانم جمشیدی فر جهت همکاری در انجام این پژوهش تشکر و قدردانی می‌شود.

1-     اروندی س.، کامیاب مقدس، ر. 1379. یکی از راهکارهای مقابله با کم آبی. استفاده بهینه از فاضلاب شهری. مجموعه مقالات اولین کنفرانس ملی بررسی راهکارهای مقابله با کم آبی و خشکسالی، 9 تا 10 اسفند ماه، دانشگاه کرمان، جلد اول، صفحات55 تا 64.

2-     توللی ح.، سمنانی ا. 1381. روشهای تجزیه خاک‌ها، گیاهان، آب‌ها و کودها. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

3-     خوشگفتار منش ا.ح. 1386. ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای گیاه و مدیریت بهینه کودی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان.

4-     رضایی نژاد، ی.، افیونی، م. 1380. ارزیابی اثرات مواد آلی بر خصوصیات شیمیایی خاک، جذب عناصر توسط ذرت و عملکرد آن. مجله علوم کشاورزی و تکنولوژی و منابع طبیعی. جلد 4، صفحات 19 تا 27.

5-     سازمان حفاظت محیط زیست ایران. 1378. ضوابط و استانداردهای زیست محیطی. انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست ایران، تهران.

6-      عالی نژادیان، ا.، بیگی، ح. 1387. ارتباط الودگی باکتریایی آب قنات لقدمه سامان – شهرکرد با برخی از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی و یافتن منابع احتمالی آلودگی. مجله زیست‌شناسی ایران. جلد 21 (شماره 1، ویژه‌نامه میکروبیولوژی). صفخات 121-120.

7-     علیزاده ا. 1375. استفاده از پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در آبیاری محصولات کشاورزی. هفته‌نامه شهراب. انتشارات شرکت مهندسی آب و فاضلاب شماره 4.

8-      لکزیان، ا.، شیبانی، س.، بهادریان، م.، شاددل، ل. 1383. میکروبیولوژی خاک. چاپ اول. انتشارات سخن گستر، مشهد، 162 صفحه.

9-      محمودی، م.م.، جوانموردی، ف. 1388. تعیین میزان و منشاء باکتریهای مدفوعی در دریاچه پریشان. مجله زیست‌شناسی ایران. جلد 22 (شماره 4)، صفخات 716-715.

10-   مینویی، س.، مینایی تهرانی، د.، سمیعی، ک.، فریور، ش. 1387. مطالعه تغییرات میکروسکوپی تأثیر فلز کادمیوم بر گیاه گندمی (Chlorophytum comosum). مجله زیست‌شناسی ایران. جلد 21 (شماره 4). 742-737.

11-   نجفی، پ.، عابدی، م.ج.، موسوی، س.ف.، افیونی، م. 1382. مقایسه آلودگی گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی در دو روش مختلف آبیاری با پساب فاضلاب شهری. مجله علمی پژوهشی علوم کشاورزی. جلد 10(شماره 2)، صفحات 134-125.

 

12-  Aiello, R. Cirelli, G.L. and Consoli, S. 2007. Effects of reclaimed wastewater irrigation on soil and tomato fruits: a case study in Sicily (Italy). Journal of Agricultural water management 93: 65-72.

13-  Alizadeh, A. Bazari, M.E. Velayati, S. Hashemian, M. Yaghmaie, A. 2001. Irrigation of corn with wastewater. PP. 147-154. In: R. Ragab, G. Pearce, J. Changkim, S. Nairizi and A. Hamdy (Eds.), ICID international workshop on wastewater reuse and management. Seoul, Korea.

14-  Al-Nakshabandi, G.A. Saqqar, M.M. Shatanawi, M.R. Fayyad, M. Al-Horani, H. 1997. Some environmental problems associated with the use of treated wastewater for irrigation in Jordan. Journal ofAgricultural water management. 34: 81-94.

15-  APHA. 2005. Standard methods for the examination of water and wastewater, 21th ed. American Public health association, Washington DC.

16-  Bååth, E. Díaz-Ravina, M., Frostegård, Å. Campbell, C.D. 1998. Effect of metal-rich sludge amendment on the soil microbial community. Journal of Applied and Environmental Microbiology. 64: 238-245.

17-  Bartone, C. R. And Arloscoroff, S. 1987. Irrigation reuse in pond effluent in developing countries. Journal of Water Science and Technology. 19: 289-297.

18-  Chu, Y. Jin, Y. Baumann, T. Yates, M.V. 2003. Effect of soil properties on saturated and unsaturated virus transport through columns. Journal of Environmental Quality. 32 (6): 2017-2025.

19-  Daj, J. Becquer, T. Rouiller, J.H. Reversat, G. Bernhard-Reversat, F. Lavelle, P. 2004. Influence of heavy metal on C and N mineralization and microbial biomass in Zn-, Pb-, Cu-, and Cd-contaminated soils.Journal of Applied Soil and Ecology. 25: 99-109.

20-  EPA. 1992. Guidelines for wastewater reuse. EPA 625/R-92/004. Washington, D.C: US. Environmental Protection Agency.247.

21-  Gerba, C. P. And Goyal., S. M. 1984. Pathogen removal from wastewater during groundwater recharge. In: Artificial recharge of groundwater (ASANO. T., Editor). Butterworths, Boston, Massachusetts.

22-  Goldshmid, J. Zohar, D. Argamah, Y. And Koh, Y. 1973. Effect of dissolved salts on the filtration of coliform bacteria in sand dunes. In: Advances in water pollution research (jenkins, S.H., editor)pp. 147-153. Pergamon Press. New York.

23-  Gorl, R. Ferrini, F. Nicese, F. P. And Lubello, C. 2000. Effect of reclaimed wastewater on the growth and nutrient content of three landscape shrubs. Journal of Environmental Horticulture. 18: 108-114.

24-  Hespanol, I. And Prost, A. M. 1994. WHO guidelines and national standards for reuse and water quality. Journal of Water Research. 28: 119-124.

25-  Hespanol, I. 1990. Guidelines and integrated measure for public health protection and agricultural reuse systems.Journal of Water Supply: Research and Technology. 39: 237-249.

26-  Hutchison, M. L. Walters, L. D. Moore, A. Crookes, K. M. and Avery, S. M. 2004. Length of time before incorporation on survival of pathogenic bacteria present in livestock wastes applied to agricultural soil. Journal of Applied Environmental. Microbiology. 70: 5111-5118.

27-  Ibewe, A. M. Luchanej, J. S. R. Van Burkum, P. 1995. Sewage sludge and heavy metal effects on nodulation and nitrogen fixation of legumes.Journal of Environmental Quality. 24: 1199-1204.

28-  Kalavrouziotis I.K. Robolas P. Koukou lakis P.H. and Papadopoulos A.H. 2008. Effects of municipal reclaimed wastewater on the macro-and-micro-elements status of soil and of Brossica oleracea Var. Italica, and B. oleracea Var. Gemmifera. Journal of Agricultural Water Management. 95:419-426.

29-  Krone, R. B. 1968. The movement of disease producing organisms through soils. In: municipal Sewage effluent for irrigation (Wilson, C.W. and Beckett, F. F., editors). Ruston lousiana Tech.Alumni Foundation.

30-  Mamilov, A. O.M. Dilly. S. Mamilov,Inubushi, K. 2004. Microbial ecophysiology of degrading aral sea wetlands: Consequences for C-cycling. Journal of Soil Science Plant Nutrition. 50:839-842.

31-  Manios T, Moraitaki G, Mantzavinos D. 2006. Survival of total coliforms in lawn irrigated with secondary wastewater and chlorinated effluent in the Mediterranean region. Journal of Water Environment Research. 78(3): 330-335.

32-  Mara, S. And Cairncross, S. 1988. Guidelines for the safe use of wastewater and excreta in agriculture and aquaculture: measure for public health protection, IRCWD News, 24/25, 4-12.

33-  Maule, A. 1999. Environmental aspect of E.coli 0157. International food hygiene Journal. 9, 21-23.

34-  Moffett, B.F. Nichloson, F.A. Uwakwe, N.C. Chambers, B.J. Harris, J.A. Hill, T.C.J. 2003. Zinc contamination decreases the bacterial diversity of agricultural soil. FEMS Microbiology Ecology Journal. 43: 13-19.

35-  Mohammad, M.J.A. 1986. The effect of S and H2SO4 application on the availability of Fe, Mn and Zn in calcareous soils, Washington State University, Pullman, WA, MS Thesis.

36-  Natvig, E. E. Ingham, S.G. Ingham, B.H. Cooperband, L.R. Roper, T.R. 2002. Salmonella enterica Serovar Typhimurium and Escherichia coli contamination of root and leaf vegetables grown in soils with incorporated bovine manure. Journal of Applied and Environmental microbiology. 68 (6), 2737-2744.

37-  Nicholson, F. A. Groves, S.J. Chambers, B.J. 2005. Pathogen survival during livestock manure storage and following land application. Journal of Bioresource Technology. 96(2): 135-143.

38-  Ortega-Loracea, M. P. 2001. Arbuscular mycorrhail fungi (AME) spore abundance is affected by wastewater pollution in soils of Mezqital valley in centurial Mexico. Sustaining the global farm. Pp. 676-681. In: D. E. Stott R. H. Mohtar G. C. Steinhardt (eds.), selected papers form the 10th international soil conservation organization meeting held at Purdue university and the USDA-ARS national soil erosion research laboratory, west Lafayette In.

39-  Page, A. L. Lue-Hin, G.C. and Chang, C. A. 1986. Utilization, treatment, and disposal of waste on land. In: utilization, Treatment, and disposal of waste on land (Brown, K. W. Et al., Editors), pp. 1.SSSA, Inc. Madison, Wisconsin, USA.

40-  Ramirez-Fuentes, E. Lucho-Constantino, C. Escamilla-Silva, E. Dendooven, L. 2002. Characteristics and carbon and nitrogen dynamics in soil irrigated with wastewater for different lengths of time.Journal of Bioresource Technology. 85:179-187.

41-  Rzezutka, A. Cook, N. 2004. Survival of human enteric viruses in the environment and food. FEMS microbiology reviews Journal. 28(4): 441-453.

42-  Tate, R. L. 1978. Cultural and environmental factors affecting the longevity of Escherichia coli in histosols. Journal of Applied Environmental Microbiology. 35: 25-929.

43-  Torsvika, V. Gohsoyr, J. and Daae, F. L. 1990. High diversity in DNA of soil bacteria, Journal of Applied and Environmental Microbiology. 56: 782-807.

44-  Toze, S. 2006. Reuse of effluent water (benefit and risks). Agricultural water management. 80:147-159.

45-  Vera, l. Martel, G. Gutierrez, J. Marquez, M. Abreu-Acosta, N. Salas, J. J. Sardon, N. Herrera Melian, J, A. Aguilar Bujalance, M, E. Rexachs, J,A. Brito, A,G. Nogueira, R. Ribero, D. Martins, G. Cunha, J. 2008. Gestion sostenible del agua residual en entornos rurales, Capitulo 3: Evaluacion de los sistemas de depuracion natural. Proyecto Depuranat, netbiblo, La Coruna-Spain, pp, 99-157.