بررسی تاثیرات دراز مدت مصرف پساب برروی اعماق مختلف خاک

مقاله پژوهشی

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و پنجم، شماره پنج، مردادماه 1402 (87-98)

بررسی تاثیرات دراز مدت مصرف پساب برروی اعماق مختلف خاک

ایمان همایون نژاد [1] ^*

homayoonnezhad@pnu.ac.ir

سعید شجاعی [2]

پرییا امیریان[3]

چکیده

زمینه و هدف:  امروزه کمبود ذخایر آبی در زمین بویژه اقلیمهای خشک از جمله کشور ما باعث شده تا استفاده مجدد و هدفمند از پساب جهت تامین منابع آبی جدید بعنوان یک راه حل مناسب مطرح گردد. در حال حاضر کشورهایی که با مشکل کمبود منابع آبی روبرو هستند  امکان‌سنجی استفاده از فاضلاب تحت عنوان آبهای نامتعارف را بررسی میکنند. اما متاسفانه در این خصوص تحقیق بسیار کمی صورت گرفته است.

روش بررسی: بمنظور بررسی میزان تغییرات برخی عناصر و مشخصات خاکی که بوسیله پساب در مدت زمان 3 سال آبیاری شده است، آزمایشی بصورت طرح بلوک کامل تصادفی با سه بارتکرار انجام گرفت. نمونه برداری از دو عمق­ 0-30 و 30-60 سانتی­متری خاک صورت گرفت و پارامترهای سدیم، مجموع کلسیم و منیزیم، هدایت الکتریکی و pH خاک در سه منطقه متفاوت مطالعاتی (بدون آبیاری، آبیاری با پساب تصفیه شده، آبیاری با آب رودخانه) اندازه گیری و مورد بررسی قرار گرفت.

یافته ها: پساب خروجی از تصفیه خانه زاهدان سبب افزایش قابل قبول میزان سدیم، مجموع کلسیم و منیزیم و اسیدیته خاک نسبت به منطقه شاهد گردیده است. اما درمورد هدایت الکتریکی، آبیاری با پساب سبب کاهش این مقدار گردید.

بحث و نتیجه گیری: پساب(تصفیه شده) سبب افزایش موثر و قابل قبول برخی عناصر خاک می­گردد. بنابراین می­تواند در امر احیاء خاک کمک موثری باشد و بعنوان یکی از منابع آب بخصوص در مناطق خشک که با کمبود آب مواجه هستند، مورد استفاده قرار گیرد.

واژه‌های کلیدی: آب نامتعارف، پساب، خاک، زاهدان.

Investigating the long-term effects of wastewater consumption on different soil depths

Iman Homayoonnezhad [4] ^*

homayoonnezhad@pnu.ac.ir

Saeid Shojaee [5]

Paria Amirian [6]

Abstract

Background and Objective: Today, the lack of water reserves on the ground, especially in dry climates including our country, has caused the purposeful reuse of wastewater to provide new water sources as a new solution. Currently, countries that are facing the problem of lack of water resources are investigating the feasibility of using wastewater under the title of unconventional waters. But unfortunately, very little research has been done in this regard.

Materials and Methodology: In order to investigate the amount of changes in some elements and characteristics of the soil under irrigation with wastewater, for 3 years, an experiment was conducted as a randomized complete block design with three repetitions. Sampling was done from two depths of soil 0-30 and 30-60 cm, and the parameters of sodium, total calcium and magnesium, acidity and electrical conductivity of the soil in three study locations (without irrigation, irrigation with treated wastewater, and irrigation with water of river) was measured and analyzed.

Findings: The effluent from Zahedan treatment plant has caused an acceptable increase in the amount of sodium, total calcium and magnesium, and soil acidity compared to the control area. But regarding the electrical conductivity, irrigation with sewage decreased this amount.

Discussion and Conclusion: Effluent causes an effective and acceptable increase of some soil elements, which can be an effective help in soil regeneration and to be used as one of the water sources especially in dry areas that are facing a shortage of water resources.

Keywords: Unusual water, Wastewater, Soil, Zahedan.

مقدمه

رشد جمعیت، تغییرات آب و هوایی، کشاورزی، شهرنشینی، افزایش گردشگری و محدودیت های جغرافیایی به کاهش هرچه بیشتر منابع آب کمک می کند(1 و 2). آمار و ارقام بخوبی نشان می‌دهد که مصرف آب در بخش کشاورزی در ایران جز بالاترین مصارف محسوب می‌شود و با توجه به اینکه کشور ما جز اقلیمهای خشک و نیمه خشک با میانگین بارش کم و شدت تبخیر بالا است، مصرف زیاد آب در حوزه کشاورزی تبدیل به بحران شده است. بنابراین امکان‌سنجی بهره برداری از منابع آبهای نامتعارف از جمله پسابهای تصفیه شده می‌تواند در ایران یکی از راهکارهای تامین آب مورد نیاز باشد. در سالهای اخیر افزایش جمعیت و توسعه نیازهای انسان و بالارفتن سطح بهداشت مردم و گسترش صنایع آب‌برسبب شده است تا منابع آب شیرین اعم از  سطحی و زیرزمینی بیش از حد مورد استفاده قرار گیرد و به وضعیت بحرانی برسد .این مساله برای کشور ایران بعلت خشکسالیهای طولانی مدت بدتر است و نیازمند دقت و حساسیت بالاتری می‌باشد. برای حل این مشکل بایستی به منابع آب نامتعارف (فاضلاب‌ها) برای کشاورزی روی آورد تا باعث آزاد سازی منابع آب برای سایر مصارف گردید (3). در چنین شرایطی استفاده مناسب و کنترل شده از پساب تصفیه‌خانه‌ها تحت عنوان آبهای نامتعارف می‌تواند باعث کاهش برداشت از مخازن آب شیرین گردد(4). در واقع در اغلب کشورهایی که با کمبود آب مواجه هستند، پساب ضمن غنی بودن از نظر مواد غذایی، قابل دسترس‌ترین منبع تأمین آب جهت آبیاری است (5). پساب با توجه به غنی بودن از عناصر غذایی مهم، می­تواند به عنوان منبع کود مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین از آنجاییکه خاک نه تنها در تولید غذا، بلکه در حفظ و نگهداری کیفیت محیط نیز نقش بسزایی دارد. بنابراین، حفظ کیفیت و سلامت آن ضروری به نظر می­رسد. کیفیت خاک، در واقع ظرفیت آن برای انجام وظایفی در اکوسیستم به منظور افزایش حاصلخیزی همراه با حفظ کیفیت محیط و سلامت انسان و حیوان می باشد (6 و 7). در سالهای اخیر با توسعه زندگی صنعتی و ماشین آلات و افزایش انواع آلودگیهای زیست محیطی بویژه آلودگی خاک، کیفیت و سلامت محیط زیست و به تبع آن حیات موجودات زنده از جمله انسان در معرض خطر جدی قرار گرفته است(8). بنابراین لازم و ضروریست، که در مورد تاثیرات درازمدتی که آبیاری با پساب بر خاک دارد بررسی هایی صورت گیرد. استفاده از پساب در زمینهای زراعی می‌تواند در حفظ حاصلخیزی خاک با کمک بهبود نسبی پارامترهای فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی خاک موثر باشد(9 و 10). به طورکلی انواع آبهای غیرمتعارف تاثیرات متفاوت فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی زیادی روی خاک دارند. این اثرات عمدتا ناشی از کیفیت نامطلوب فیزیکوشیمیایی آن­ها است که به شکل تاثیرات نامطلوب در ویژگیهای فیزیکی خاک زمینهای زیر کشت (بافت، نفوذپذیری، ساختمان) و مقدار جذب عناصر (ماکرو، میکرو و نادر) بروز می­کند. از مطالعات انجام شده در این زمینه می‌توان به تحقیقات صالحی و همکاران، اشاره کرد که به منظور بررسی اثر فاضلاب شهری بر خاک صورت گرفته است، نتایج پژوهش گویای بالا بودن تراکم عناصر مغذی شامل فسفر، نیتروژن،کلسیم، پتاسیم و منیزیم در خاک آبیاری شده با پساب شهری در مقایسه با خاک آبیاری شده با آب چاه بود(11). عابدی کوپایی و همکاران در پژوهشی تأثیر استفاده از پساب تصفیه­خانه شاهین­شهر را در آبیاری محصولاتی شامل ذرت، آفتابگردان و چغندرقند مطالعه نمودند. نتایج تحقیق آن­ها مشخص کرد که  که آبیاری با فاضلاب باعث کم شدن هدایت الکتریکی اشباع و بالا رفتن وزن مخصوص ظاهری خاک می‌گردد(12). همچنین امام­قلی در بررسی اثرات پساب شهری بر خصوصیات شیمیایی خاک به این نتیجه رسید که آبیاری با فاضلاب باعث کم شدن سدیم محلول، هدایت الکتریکی، مجموع کلسیم و منیزیم محلول و پتاسیم و بالا رفتن نیتروژن و فسفر خاک نسبت به مکان شاهد گردید(13). در این تحقیق هدف اصلی مطالعه اثرات کاربرد فاضلاب خروجی تصفیه خانه زاهدان بر تجمع برخی عناصر در عمق‌های مختلف خاک است تا از این طریق تغییرات عناصر در پروفیل خاک مشخص شود و  با آگاهی از این اطلاعات بتوان از این منبع آبی بهتر استفاده نمود.

روش بررسی

در این پژوهش که به مدت 3 سال انجام گردید، محیط تصفیه­خانه زاهدان به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. جهت مطالعه و بررسی، سه منطقه (منطقه بدون آبیاری، آبیاری با پساب تصفیه شده، آبیاری با آب رودخانه لار) انتخاب گردید. مرتع اطراف تصفیه خانه بعنوان منطقه بدون آبیاری (شاهد) درنظر گرفته شد. همچنین آب رودخانه لار (رودخانه فصلی در شمال شرقی شهر زاهدان) هرساله به مدت 6 ماه بر روی مزارع کشاورزان به صورت غرقاب استفاده می­شد. قسمتی از زمین­های اطراف تصفیه خانه نیز بوسیله فاضلاب تصفیه شده آبیاری گردیده است. بنابراین سه منطقه با وضعیت آبیاری متفاوت مشخص گردید. جهت بررسی هرسال بعد از خاتمه کشت(تقریبا اواخر تیرماه)، نمونه­ها برداشت شده و به آزمایشگاه منتقل گردید. این طرح در قالب بلوک­های کامل تصادفی با حفر پروفیل با 3 بار تکرار صورت گرفت. از هر پروفیل­ دو نمونه یکی از عمق سطحی (0-30 سانتی­متر) و دیگری از عمق تحت العرض (30-60 سانتی­متر) برداشت شد. نمونه‌های خاک قبل از آزمایشگاه در  معرض هوا خشک شد و از الک دو میلیمتری گذرانده و پس از آن به آزمایشگاه منتقل شد. برای تعیین اسیدیته خاک نخست نمونه‌های خاک با  استفاده از آب مقطر اشباع گردید و پس از یک شبانه روز با کمک دستگاه pH  متر اسیدیته عصاره اشباع خاک ثبت شد(14 و 15). بعد از مهیا کردن گل اشباع و تهیه عصاره اشباع خاک­ها، هدایت الکتریکی آن­ها با استفاده از دستگاه هدایت­سنج الکتریکی بر حسب ¹̊ dsm^{- c} 25 قرائت شدند(14 و 15). جهت تعیین سدیم نمونه خاک بخشی از عصاره اشباع خاک­ها را برداشته و تا جائیکه غلظت سدیم به زیر 20 میلی­گرم در لیتر برسد رقیق کرده و پس از تهیه استاندارد­های صفر، 10، 20 و 50 میلی­گرم در لیتر سدیم در آب مقطر، توسط دستگاه فلم­فتومتر قرائت شدند. در پایان با استفاده از منحنی کالیبراسیون و بهره­گرفتن از نرم­افزار مایکروسافت اکسل و اعداد قرائت شده برای استانداردهای معادله خط رگرسیونی بین مقادیر سدیم به عنوان متغیر وابسته و اعداد قرائت شده به عنوان متغیر مستقل بدست آمد. در نهایت با استفاده از معادله بدست آمده و اعداد قرائت­شده برای نمونه­ها، غلظت سدیم در عصاره رقیق­شده بدست آمده و با درنظر گرفتن درجه­رقت، میزان سدیم در عصاره اشباع محاصبه گردید(14 و 15). همچنین میزان مجموع کلسیم و منیزیم محلول خاک با روش کمپلکسومتری اندازه­گیری شد. برای آنالیز داده­های اولیه از نرم افزار SPSS 11.5 استفاده شد و نرمال بودن داده­های بدست آمده با استفاده از آزمون Kolmogorov-Smirnov بررسی شد. برای همگنی واریانس از آزمون  Leveneاستفاده شد و با توجه به نرمال و همگن بودن داده­ها از آزمون_­های پارامتریک استفاده شد و برای مقایسه میانگین­ها از آزمون چند دامنه  Duncanدر سطح احتمال 1و 5 درصد استفاده شد.

یافته ها

نتایج تجزیه آب، پساب و خاک منطقه مورد مطالعه نیز در جداول 1 و 2 آمده است.

جدول 1- ویژگیهای فیزیکی خاک محل آزمایش

Table1. Physical characteristics of the soil of the test site

جدول 2- میانگین کیفیت پساب تصفیه شده و آب

Table2. Average quality of treated wastewater and water

نتایج آنالیز نمونه فاضلاب حاصل از تصفیه

خانه زاهدان نشان داد مقدار بر (B) موجود در پساب از حد مجاز برای کشاورزی خارج است اما اسیدیته پساب خروجی در محدوده مجاز بود (جدول 2).

جدول 3- نتایج آنالیز واریانس تأثیر تیمارهای اعمال شده درعمق­های مختلف (سال اول)

Table3. The results of variance analysis of the effect of treatments applied at different depths (first year)

نتایج حاصل تجزیه واریانس یک­طرفه در عمق­های مختلف برای سال­ اول، از نظر میزان کلر و هدایت الکتریکی خاک در سطح 5 درصد اختلاف معنی­داری را نشان داد. همچنین نتایج تجزیه واریانس یک­طرفه آزمون دانکن نشان داد میزان سدیم خاک در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار و برای اسیدیته خاک معنی­دار نشد مقدار F  آماری به ترتیب 086/9179 و 286/22 بدست آمد (جدول 3).

جدول 4- نتایج آنالیز واریانس تأثیر تیمارهای اعمال شده درعمق­های مختلف (سال دوم)

Table 4. The results of variance analysis of the effect of treatments applied at different depths (second year)

جدول 4 نتایج تجزیه واریانس تأثیر تیمارها اعمال شده درعمق­های مختلف برای سال دوم را نشان می­دهد نتایج نشان داد کلیه پارامترها (کلر، اسیدیته و هدایت الکتریکی) در سطح 5 درصد و مقدار سدیم خاک در سطح 1 درصد معنی­دار شد.

جدول 5- نتایج تجزیه واریانس تأثیر تیمارهای اعمال شده درعمق­های مختلف (سال سوم)

Table 5. The results of variance analysis of the effect of treatments applied at different depths (third year)

بررسی نتایج بدست آمده تجزیه واریانس تأثیر تیمارها اعمال شده درعمق­های مختلف برای سال سوم آزمایش نشان­ داد مقدار کلر و هدایت الکتریکی به ترتیب با F  آماری 68/180 و 279/4057 در سطح 5 درصد معنی­دار شد. همچنین نتایج تجزیه واریانس برای مقدار سدیم خاک در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار و برای اسیدیته خاک این اختلاف معنی­دار نبود (جدول 5).

مقدارکلر خاک

شکل 1 آزمون مقایسه میانگین دانکن تغییرات کلر خاک را در عمق 0-30 سانتی­متری نشان می­دهد. همانگونه که در شکل 1 دیده می­شود در سال اول بین آبیاری با آب و پساب اختلاف معنی­داری وجود ندارد اما از سال دوم به بعد بین آبیاری با آب و پساب اختلاف معنی­دار بود. اما بین تیمار شاهد در تمام سال­های مورد آزمایش اختلاف معنی­داری وجود نداشت. کمترین میزان کلر در تیمار آبیاری با آب و پساب بود و با ادامه آبیاری در سال­هی آتی با این تیمارها میزان کلر در عمق سطحی کاهش پیدا نموده یکی از دلایل این کاهش نفوذ کلر به خاک در اثر آبیاری بود.

آزمون مقایسه میانگین تغییرات کلر در عمق 30-60 سانتی­متری نشان داد در سال اول مقدار نفوذ کلر در عمق تحتانی در اثر آبیاری با پساب بیشتر از آبیاری با آب بود و بین این تیمارها در سطح 5 درصد اختلاف معنی­دار بود. براساس نتایج بدست آمده در تمام سال­هایی که منطقه با تیمار پساب و آب تحت آبیاری قرار داشت سبب اختلاف معنی­دار بین این دو تیمار شده است. تغییرات کلر در پروفیل سطحی نسبت به پروفیل عمقی نشان داد که مقدار کلر از سطح به عمق در تیمارهای تحت آبیاری (پساب و آب) افزایش پیدا نموده است. بالاترین اندازه کلر در تیمار شاهد (بدون آبیاری) ثبت شد و در تمام سال­ها تغییرات محصوصی نداشته بین این تیمار در سطح 5 درصد اختلافی دیده نمی­شود (شکل 2).

مقدار اسیدیته خاک

شکل 3 آزمون مقایسه میانگین اسیدیته خاک را در عمق 0-30 سانتی­متر نشان می­دهد. نتایج نشان داد در سال اول آبیاری با پساب سبب افزایش مقدار اسیدیته نسبت به منطقه شاهد شد بطوری که این اختلاف معنی­دار بوده است. اما آبیاری با آب معمولی نتوانست مقدار اسیدیته را افزایش دهد و بین این تیمار و تیمار شاهد اختلافی دیده نشد. براساس نمودار بدست آمده با ادامه آبیاری با پساب در سال دوم و سوم نسبت به سال اول افزایش اسیدیته خاک را شاهد بودیم بین تیمار پساب در سال اول و دوم اختلاف وجود نداشت.همچنین آبیاری با آب معمولی نیز در بین سال­های تحت آبیاری سبب افزایش معنی­داری در مقدار اسیدیته خاک نشد (شکل 3).

شکل 4 آزمون مقایسه میانگین اسیدیته خاک را در عمق 30-60 سانتی­متر نشان می­دهد. در سال اول آبیاری نیز همانند عمق سطحی کاربرد پساب سبب افزایش اسیدیته خاک نسبت به دیگر تیمارها شد اما با این تفاوت که بین این تیمار و تیمار شاهد اختلاف معنی­دار نبود. بین تیمار پساب و آب در سال­های دوم و سوم اختلاف معنی­داری دیده نشد. همچنین بین تمام تیمارها در کلیه سال­های مورد بررسی کمترین مقدار اسیدیته در زمین­هایی بود که تحت آبیاری آب معمولی قرار داشت و تغییرات این تیمار در کلیه سال­ها معنی­دار نشده است. براساس نتایج بدست آمده از دو عمق 0-30 و 30-60 سانتی­متر مشخص شد کاربرد فاضلاب باعث بالا رفتن مقدار اسیدیته در لایه سطحی (0-30) نسبت به لایه عمقی می‌گردد. یکی از دلایل افزایش اسیدیته خاک در دو عمق در کلیه سال­های مورد آزمایش بالا بودن مقدار اسیدیته پساب نسبت به آب معمولی است (جدول 2).

مقدارهدایت الکتریکی خاک

بر اساس شکل 5 که آزمون مقایسه میانگین هدایت الکتریکی خاک را در عمق 0-30 سانتی­متر نشان می­دهد. در سال اول آبیاری با پساب و آب معمولی نسبت به شاهد سبب کاهش مقدار اسیدیته شده است و این کاهش معنی­دار بود. همچنین بین تیمار پساب و آب معمولی نیز اختلاف معنی­دار بوده است. براساس نتایج بدست آمده از سال دوم به بعد زمین تحت آبیاری با تیمار آب معمولی در عمق سطحی سبب کاهش مقدار هدایت الکتریکی آن شد ولی بین این تیمار در سال­های مختلف اختلاف معنی­دار نشد.

شکل 6 آزمون مقایسه میانگین هدایت الکتریکی خاک در عمق 30-60 سانتی­متر را نشان می‌دهد و طبق آن بیشترین مقدار هدایت الکتریکی در تیمار آبیاری با آب بوده است. آبیاری با آب معمولی سبب افزایش هدایت الکتریکی لایه عمقی نسبت به لایه سطحی شده است که از دلایل این افزایش شسته شدن املاح و انتقال آن به عمق خاک است. این درحالیست که آبیاری با پساب در دو عمق مورد بررسی در کلیه سال­های مورد مطالعه تغییرات چندانی را نشان نداد. براساس نتایج بدست آمده از شکل 5 و 6 می­توان نتیجه گرفت عدم وجود آبشویی و انتقال عناصر خاک در منطقه شاهد از دلایل عدم تغییر در میزان هدایت الکتریکی خاک است.

مقدار سدیم محلول خاک

نتایج حاصل از مقایسه میانگین­ در عمق 0-30 سانتی­متر در مناطق مورد بررسی از نظر میزان سدیم خاک اختلاف معنی­داری را نشان داد (شکل 7). همچنین نتایج مقایسه میانگین در سال اول آزمایش­ نشان داد میزان سدیم خاک در تیمار آبیاری با فاضلاب باعث افزایش این مقدار شده است و بین تمام تیمارها این اختلاف معنی­دار است. نتایج نشان داد در سال دوم و سوم نیز بیشترین مقدار سدیم در تیمار پساب بود و بین تمام این تیمارها در این سال­ها اختلاف معنی­دار بود. براساس نتایج آنالیز پساب می­توان نتیجه گرفت افزایش مقدار سیدم خاک تحت این تیمار به دلیل وجود مقدار زیاد سدیم نسبت به آب معمولی بوده است (جدول 2).

شکل 8 آزمون مقایسه میانگین سدیم خاک را در عمق 30-60 سانتی­متر مشخص کرده است. نتایج نشان داد در سال اول آبیاری در این عمق نیز پساب سبب افزایش سدیم شد. همچنین در سال­های بعد نیز مقدار سدیم تحت آبیاری با این تیمار افزایش داشت اما این افزایش معنی­دار نبود. کمترین مقدار سدیم در منطقه شاهد دیده شد.

بحث و نتیجه­گیری

در این مطالعه مشخص گردید که پساب خروجی از تصفیه خانه مقادیر زیادی از عناصر مغذی که می‌تواند مورد استفاده گیاه قرار بگیرد را داراست و کاربرد آن هم بعنوان منبع آب جایگزین برای گیاه مناسب است هم بعنوان تامین کننده منبع غذایی برای گیاهان مفید است همچنین باعث بهبود حاصلخیزی خاک می‌گردد. یکی از مهمترین خصوصیات شیمیایی خاک اسیدیته آن است که حضور بسیاری از پارامترهای شیمیایی دیگر خاک و مقدار و سرعت رشد گیاه همچنین حیات موجودات زنده خاک و میزان دستیابی به مواد مغذی خاک بوسیله گیاه وابسته به آن است(17 و 18). در این پژوهش براساس نتایج حاصل از آنالیز واریانس یکطرفه میزان pH در لایه های عمقی خاک اختلاف معنی‌داری ندارد. علت آن لجن فاضلاب و اسیدهای آلی و سایر ترکیبات اسیدزا موجود آن می‌تواند باشد. در یک آزمایش دیگر اثر لجن پساب کارخانه پلی­اکریل روی خصوصیات خاک مطالعه شد. در آنجا با بکارگیریه 45 تن در هکتار از لجن پساب این مجتمع، توانستند اسیدیته خاک را 8/1 واحد در مقایسه با نمونه شاهد کم کنند اما در نهایت مقدار تفاوت حاصله معنی­دار نبود(19 و 20). هدایت الکتریکی خاک در این تحقیق طی مدت سه سال مطالعه شد. نتایج مشخص کرد هدایت الکتریکی خاکی که با فاضلاب آبیاری شده است در مقایسه با نمونه‌های شاهد کاهش محسوسی یافته و از نظر آماری اختلاف معنی‌داری در سطح 5 درصد در نمونه‌های آبیاری شده با فاضلاب در هدایت الکتریکی خاک دیده می‌شود. این نتیجه شبیه با مطالعه زمانی و همکاران(20) بود. بگونه‌ای که در بررسی بکارگیری لجن پساب مجتمع پلی­اکریل بر روی خصوصیات خاک، این نتیجه بدست آمد که مقدار هدایت الکتریکی اشباع بعلت اضافه شدن لجن فاضلاب به خاک کاهش پیدا کرده است. در آزمایش دیگری که با هدف بررسی اثر9 سال آبیاری با پساب بر خصوصیات خاک در منطقه شمال اصفهان انجام شد به این نتیجه رسیدند که فاضلاب سبب کاهش مقدار هدایت الکتریکی نسبت به آب چاه شده است(21). نتایج آزمایش مشخص کرد که آبیاری با فاضلاب باعث افزایش میزان سدیم محلول خاک گردیده است بطوری که آبیاری با پساب در مقایسه با نمونه شاهد مقدار سدیم محلول خاک را در عمق 30-0 سانتی­متر به میزان 63/0در واحد خودش افزایش داد و بین تمام تیمارها در دو عمقی که مورد بررسی قرار گرفت، اختلاف معنی­دار بود. حسین­پور نیز در آزمایش خود نشان داد که در طول زمان با کاربرد مقدار بیشتر فاضلاب میزان درصد انتقال آن­ها در زه آب­های خروجی خاک افزایش یافته است به طوری که روند تغییر مقدار آن­ها در طول زمان همواره افزایشی است(22 و 23). اما امام­قلی در ارزیابی اثر پساب شهری بر خصوصیات شیمیایی خاک مشخص کرد که آبیاری با فاضلاب سبب کاهش سدیم محلول نسبت به مکان شاهد شده است(13). در این تحقیق آبیاری با پساب منجر به انتقال مجموع کلسیم و منیزیم محلول به خاک شده است و در عمق 60-30 سانتی متر مقدار آن افزایش پیدا کرده است. نتایج نشان داد در عمق­های مورد بررسی  بین تیمارها اختلاف معنی­دار است بجز تیمار آب آبیاری و شاهد در عمق سطحی، که این اختلاف معنی­دار نبود علت آن تا حد زیادی با جنس خاک منطقه مورد مطالعه و نفوذپذیری آن که سبب عدم نگهداشت پساب در لایه‌های سطحی می‌گردد مرتبط است. در مجموع آبیاری با پساب سبب افزایش میزان مجموع کلسیم و منیزیم محلول خاک نسبت به منطقه شاهد شده است. تحقیقات صالحی و همکاران نیز نشان داد که آبیاری با فاضلاب شهری سبب افزایش غلظت کلسیم و منیزیم خاک نسبت به ناحیه آبیاری شده با آب چاه گردیده است که با نتایج این بررسی مطابقت دارد(11). خصوصیات کلی منطقه مورد مطالعه، آب و هوای خشک با میانگین بارندگی کم و شدت تبخیر سطحی بالا از خاک است. بنابراین کاربرد پساب تصفیه شده همراه با پایش هدفمند برای آبیاری مزارع راه حل مناسبی جهت مقابله با کمبود منابع آبی بنظر می‌رسد. خاک منطقه مورد مطالعه نفوذپذیری سطحی بالایی دارد و بخش زیادی از پساب تصفیه شده بیشتر در قسمتهای عمقی می‌ماند همچنین با افزایش تکرار آبیاری میزان تجمع مواد مغذی حاصل از فاضلاب نیز افزایش می یابد. با توجه به شوری ذاتی خاک منطقه، آبیاری با پساب نشان داد که اسیدیته خاک در نتیجه فاضلاب تصفیه شده ورودی به خاک با گذشت زمان اندکی افزایش یافته است ولی کیفیت خاک از این نظر تغییر نامناسبی نمی‌کند. اما در کنار استفاده از منابع آبهای نامتعارف جهت آبیاری، عواملی همچون تغییر الگوی کشت، استفاده از روشهای آبیاری جدید و اولویت بندی در نوع استفاده از منابع آب در دسترس، می توانند تا حد زیادی مشکل محدودیت و کمبود آب را در ناحیه مورد مطالعه و اقلیم خشک رفع کنند و در حفظ کیفیت و احیای خاک در اعماق مختلف در طول زمان نیز موثر باشند.

References

1. Ammeri, RW., Hidri, Y., Souid, F., Simeone, GD., Hajjaji, F., Moussa, M., Hassen, A., Eturki, S., 2023 Improvement of degraded agricultural soil in an arid zone following short-and long term treated municipal wastewater application: a case study of gabes perimeter, Tunisia. Applied Soil Ecology, vol. 182.
2. Belaid, N., Feki, S., Cheknane, B., Frank-Neel, C., Baudu, M., 2019. Impact of irrigation systems on vertical and lateral metals distribution in soils irrigated with treated wastewater: case study of elhajeb-sfax. Agricultural Water Management, vol. 225.
3. HoosseinOghli, A., 2002. The use of domestic sewage and wastewater treatment plants in irrigation of agricultural products and artificial feeding of underground water tables, phd thesis, Tehran university. (In Persian)
4. Moazed, V., Hanifeloo, A., 2002. Evaluation of the quality of the incoming and outgoing wastewater of the wastewater treatment plant west of Ahvaz city for reuse in agriculture. Proceedings of the first national conference on management of irrigation and drainage networks. (In Persian)
5. Fatta, D., Kythreotou, N., 2005. Wastewater as Valuable Water Resource Concerns, Constraints and Requirements Related to Reclamation, Recycling and Reuse. IWA International Conference on Water Economics, Statistics and Finance, Greece.
6. Zaman, M., Matsushima, M., Chang, SX., Inubushi, K., Nguyen, L., Goto, S., Kaneko, F., Yoneyama, T., 2004. Nitrogen mineralization, N₂O production and soil microbiological properties as affected by longterm applications of sewage sludge composts. Biology and Fertility of Soils, vol,40, pp.101-109.
7. Xiuli, Li., XU, Wu., 2021. Study on the Effects of Sewage Irrigation on Soil. Nature Environment and Pollution Technology, vol. 20, No.1, pp, 335-340.
8. Selivanovskaya, SYu., Latypova, VZ., Kiyamova, SN., Alimova, FK., 2001. Use of microbial parameters to assess treatment methods of municipal sewage sludge applied to grey forest soils of Tatarstan, agriculture. Ecosystems and Environment, vol. 86, pp.145-153.
9. Nadi, Z., Raeesi, F., Hosseinpoor, A., 2002. The effect of raw and treated industrial effluents on the enzymatic activity of a silty clay in laboratory conditions. Journal of water and sewage, vol. 1, pp. 93-100. (In Persian)
10. Sheshma, B., Ankita, S., Sharma, S., Kholvar, K., Mandawat, B., Agarwal, V., Bargotya, Y., 2022. Effect of Sewage on Soil Properties. International journal of Management, Technology and Engeeniring, vol. 4.
11. Salehi, A., Tabari, M., Mohammadi, J., Aliarab, A., 2004.The effect of irrigation with municipal wastewater on the soil and growth of pine trees in Tehran. Iranian Forest and Spruce Research Quarterly, vol.2, pp. 186-196. (In Persian)
12. Abedi–koupai, j., 2001. Influence of treated wastewater and irrigation systems on soil physical properties in Isfahan province. ICID International workshop on wastewater reusemanagement. Sep. 19-20. Seoul, Korea. 165-173.
13. Emamgholi, M., 2012. Evaluating the effect of urban wastewater in reclamation of desert lands on some chemical characteristics of soil and vegetation (case study: Isfahan's Segzai plain), MSc thesis, Tehran university. (In Persian)
14. Sparks, DL., 1996. Methods of Soil Analysis Part 3: Chemical Methods. Soil Science Society of America, American Society of Agronomy, Madison.
15. APHA, 2012, Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater.
16. Wastewater output standard, 1994, Environmental Organization research assistant. (In Persian)
17. Guidi, G., Pagliai, M., Giachetti, M.,1983. Modifications of some physical and chemical soil properties following sludge and compost application. Dordrecht, Netherlands.
18. Ghollarata, M., Raiesi, F., 2007. The adverse effects of soil salinization on the growth of Trifolium alexandrinum L. and associated microbial and biochemical properties in a soil from Iran. Soil Biol. Biochem, vol, 39, pp.1699–1702.
19. Bahremand, M., Efyoni, M., Hajabasi, A., Rezainejad, y., 2002. Effect of sewage sludge on soil physical properties. Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. pp. 1-8. (In Persian)
20. Zamani, J., Efyoni, M., Khoshgoftarmanesh, A., Eshghizadeh, H., 2010. Effect of sewage sludge plant Pliyakril, municipal solid waste compost and cow manure on soil properties and yield of corn. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Soil and Water Sciences, pp.154-163. (In Persian)
21. Shahraki, F., Mahdavi, R., 2001. The effect of irrigation with wastewater on some physical and chemical properties of soil. Journal of water and sewage, vol. 53, pp. 23-29. (In Persian)
22. Hosseinpoor, A., Haghnia, GH., Alizadeh, A., Fottovat, A., 2004. The effect of irrigation with sewage and urban effluent on some chemical properties of soil at different depths in two conditions of continuous and intermittent waterlogging. Irrigation and Drainage Journal of Iran, vol. 2, pp. 73-85. (In Persian)
23. Yazdani, V., Ghahraman, B., Davari, K., Fazeli, E., 2014. The effect of wastewater on physical and chemical properties of soil. Environmental Science and Technology Quarterly, vol. 16, pp. 543-558. (In Persian)

[1]- استادیار، گروه کشاورزی، دانشکده فنی-مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. ^*(مسوول مکاتبات)

[2]- دکتری  بیابان‌زدایی، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3- دکتری بهداشت محیط، سازمان مدیریت پسماند شهرداری شیراز

[4]- Assistant Professor, Department of Agriculture, Technical-Engineering Faculty, Payam Noor University(PNU), Tehran, Iran. *(Corresponding Author)

2- PhD in Desertification, Department of Arid and Mountainous Areas Revitalization, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj.

3- PhD in Environmental Health, Waste Management Organization of Shiraz Municipality.