بازیابی آب آلوده گامی در جهت بهینه‌سازی مصرف آب

آب به عنوان ماده حیاتی بشر و ماده خام کشاورزی و راهگشای صنعت در جوامع امروزی از اهمیت بالایی برخوردار است و تامین آن در خیلی از کشورها به صورت بحران در‌آمده است. اگرچه حجم کلی آب‌های موجود روی زمین نسبتاً زیاد می‌نماید؛ اما بیش از 5/97 در‌صد این آب‌ها در دریاها و اقیانوس‌ها متمرکز هستند و حدود دو درصد نیز به صورت یخ و یخچال‌ها در مناطق قطبی تجمع یافته‌اند. از یک درصد آب باقی‌مانده نیز بخش زیادی در اعماق زمین بوده که استخراج آن هزینه‌بر و مشکل بوده و از دسترس انسان به دور است. در ثانی همین میزان هم به طور یکنواخت بر روی کره خاکی تقسیم نشده است. در هر جای دنیا که مقدار بارندگی کمتر از میزان تبخیری آن منطقه باشد، کمبود آب قابل توجه بوده و تنش‌های آبی ظاهر خواهد شد. درحال حاضر، ۹ کشور کانادا، چین، کلمبیا، پرو، برزیل، روسیه، ایالات متحده آمریکا، اندونزی و هند ۶۰ درصد کل منابع آب شیرین را به خود اختصاص می‌دهند. در مقابل حدود ۸۰ کشور با کمبود آب مواجه‌اند که برخی از آنها همچون کویت، بحرین، مالت، امارات متحده عربی، سنگاپور، اردن و لیبی تقریباً به هیچ منبع آب شیرین قابل توجهی دسترسی ندارند.

کشور ما نیز با توجه به اقلیم خشک و نیمه‌خشک آن از آب‌های شیرین بهره کمی برده است و با ادامه روند موجود استفاده از آب، بحران آب را با شدت بیشتری در سال‌های آینده خواهیم داشت. با توجه به برداشت بی‌رویه از آب‌های زیرزمینی و افت حدود 20متری سطح آب‌های زیرزمینی در کشور و کاهش بارش و با در نظر گرفتن 130 میلیارد مترمکعب آب تجدیدپذیر و جمعیت 76میلیونی کشور، با سرانه آب تجدیدپذیر حدود 1700 متر‌مکعب در معرض تنش آبی (بر اساس شاخص فالکن مارک) قرار داریم. البته این سرانه در حوضه‌های آبخیز کشور نیز یکسان نیست و در برخی از حوضه‌ها مانند حوضه مرکزی ایران از این مرز عبور کرده‌ایم[9].

آلودگی سرب، یون‌های نیترات

آلودگی آب عبارت است از تغییرات مواد محلول، معلق یا تغییر درجه حرارت و دیگر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب در حدی که آن را برای مصارف مورد نظر مضر یا غیرقابل استفاده سازد. آب شرب برای گوارا بودن لازم است از برخی ترکیبات برخوردار باشد. اگر میزان هر کدام از ترکیبات مذکور از حد مجاز تعیین‌شده توسط استانداردهای قابل قبول جهانی تجاوز کند، یک نوع آلودگی خواهد بود.

یکی از موارد اساسی که باید مد نظر قرار گیرد این است که از آب‌هایی که با صرف هزینه‌های هنگفتی مهار شده، در مقابل آلاینده‌های گوناگون محافظت شود که در غیر‌این صورت رفع آلودگی اگر امکان‌پذیر هم باشد هزینه و زمان زیادی را به خود اختصاص خواهد داد.

کیفیت منابع آب هر منطقه تحت تاثیر علل و عواملی با منشاء طبیعی یا اجتماعی دچار تغییرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک می‌شود. این تغییرات مخاطرات جدی برای بهره‌برداری از منابع آب کشور، که خود نیز با محدودیت روبه‌روست، ایجاد کرده است. مشکلات آلودگی منابع آب در ایران، همانند سایر کشورهای در حال توسعه، روز به روز افزایش می‌یابد و لزوم پایش مستمر کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی، از طریق استقرار ایستگاه‌های نمونه‌برداری و ایجاد مراکز آزمایشگاهی را می‌طلبد. همان‌گونه که در شکل 1 مشاهده می‌شود، به طور کلی می‌توان آلاینده‌های منابع آب سطحی و زیرزمینی را به چند دسته شامل

1- فعالیت‌های صنعتی 2- آلاینده‌های نفتی 3- فعالیت‌های کشاورزی

4- محل دفن مواد زائد شهری و صنعتی (لندفیل ها) و 5- روان‌آب‌‌های شهری تقسیم‌بندی کرد[7، 8]. راهکارهای اصلی برای جلوگیری از تخلیه آلاینده‌ها در ابتدا افزایش آگاهی مردم نسبت به تبعات پخش این آلاینده‌ها در محیط زیست است که این وظیفه دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی، رسانه‌های ارتباط جمعی و تریبون‌های عمومی است. در مرتبه دوم، پالایش آلاینده‌ها قبل از تخلیه به محیط زیست و مطابق با استانداردهای ابلاغ‌شده ارگان‌های مسوول و در مرحله سوم نظارت و کنترل کیفیت (فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی) آلاینده‌ها توسط سازمان حفاظت از محیط زیست است. اجرای این سیاست نیاز به سازمان حفاظت از محیط زیست مقتدر، قدرتمند و متشکل از کارشناسان خبره، ورزیده و تیز‌بین دارد. درکشورهای پیشرفته، سازمان محیط زیست از قوی‌ترین سازمان‌هاست. بنابراین باید به گونه‌ای این سازمان از لحاظ اداری و پرسنلی تقویت شود که با برنامه‌های توسعه‌ای آسیب‌زننده به محیط‌ زیست مقابله کند و هر بخش دولتی یا خصوصی که بخواهد پروژه‌ای مغایر با مقررات و مصالح زیست‌محیطی کشور انجام دهد با مانع مواجه شود. خوشبختانه دانش‌آموختگان فراوانی در سال‌های اخیر در مقاطع کارشناسی و تحصیلات تکمیلی در رشته‌های مرتبط با محیط زیست (مهندسی محیط زیست، مهندسی آب، خاک و بهداشت محیط) پرورش یافته‌اند که می‌توانند بیش از پیش جذب شوند و این وظیفه مهم را بر عهده بگیرند.

روان‌آب‌های آلوده شهری از مهم‌ترین منابع آلوده‌کننده آب‌های پذیرنده هستند. در مناطق شهری آلاینده‌های متعددی از طرق مختلف روی سطح زمین جمع شده و با وقوع یک رخداد بارندگی این آلاینده‌ها به تدریج شسته شده و وارد منابع آب پذیرنده می‌شوند. در روان‌آب‌‌های شهری آلاینده‌های متعددی وجود دارند که بسیاری از آنها باعث کاهش مقدار اکسیژن محلول در منابع آب پذیرنده می‌شوند و تعدادی از آنها سمی بوده و زندگی موجودات آبی را به خطر می‌اندازد. این آلاینده‌ها شامل مواد آلی و غیر‌آلی، به صورت محلول یا غیرمحلول در آب هستند. غلظت آلاینده‌ها بستگی به عوامل مختلفی از قبیل تراکم جمعیت شهری، نوع کاربری حوضه، حجم ترافیک وسایل نقلیه و شدت آلودگی هوا دارد.

از پارامترهای مهم آلودگی در روان‌آب‌‌های شهری می‌توان به مواردی همچون مواد جامد معلق، مواد آلی اکسیژن‌خواه، فلزات سنگین، سموم کشاورزی، مواد مغذی، ترکیبات فسفر و نیتروژن، پاتوژن‌ها، ترکیبات نفتی، هیدروکربن‌ها و اسیدها اشاره کرد. آلودگی هوا، نشت بنزین و گازوئیل و روغن از وسایل نقلیه موتوری، زباله‌های شهری، زائدات انسانی، حیوانی و گیاهی، رسوبات ته‌نشین‌شده در آبروها و زهکش‌ها، از منابع مهم آلودگی در روان‌آب‌‌های شهری هستند. در سال‌های اخیر به دلیل توسعه سریع مناطق شهری و نیز امر پاکسازی و کنترل آلودگی محیط زیست، موضوع کمیت و کیفیت روان‌آب‌‌های شهری در دنیا مورد تحقیق و مطالعه جدی قرار گرفته است، تا آنجا که بسیاری از معیارهای طراحی و مدیریتی کنترل روان‌آب‌‌های شهری را تغییر داده است. نفوذ دادن روان‌آب‌‌های آلوده شهرها در خاک ممکن است باعث آلودگی خاک و منابع آب زیرزمینی شود و خسارات جبران‌ناپذیری به بار آورد. از سوی دیگر، تصفیه سیلاب‌های شهری قبل از تخلیه آنها به رودخانه یا نفوذ دادن آنها در زمین نیز چندان اقتصادی به نظر نمی‌رسد. از این رو راه حل عمومی را باید در اقدامات بازدارنده قانونی برای کاهش منابع آلودگی‌زا در سطح شهرها و فناوری‌های نوین (از جمله کاربرد بتن متخلخل) جست‌وجو کرد.

بتن متخلخل از نظر زیست‌محیطی مزایای فراوانی دارد که امروزه توجه ویژه‌ای به آن شده است. در حوزه‌های شهری که تراکم بافت‌های شهری و تاسیسات وجود دارد، با توجه به محدودیت زمین، ایجاد ترانشه در حاشیه فضاهای سبز و خیابان‌ها به همراه استفاده از بلوک‌های بتنی متخلخل جاذب و لایه صافی شنی، امکان‌پذیر است. عمده آلودگی‌ها در روان‌آب‌‌های شهری ناشی از عبور و مرور خودروها و کیفیت روسازی بزرگراه بوده و شامل مواد نفتی و هیدروکربنی، لاستیک، دوده و امثال آن است. این روان‌آب‌‌ها طیف گسترده‌ای از آلاینده‌های مختلف از جمله فلزات سنگین (سرب، روی، کادمیوم، مس، آهن، آلومینیم و...)، مواد معلق و... را شامل می‌شود. موارد استفاده این نوع بتن غالباً در مناطق بارانی، فرودگاه‌ها، پارکینگ‌ها، پاسیوها، کف گلخانه‌ها، گذرگاه‌های عابر پیاده و جاده‌های با ترافیک سبک در قالب لایه‌روسازی به منظور کاهش روان‌آب‌ و افزایش نفوذپذیری و همچنین به عنوان زهکش در لایه‌های زیرسازی راه‌ها و سازه‌های هیدرولیکی کاربرد دارد. پژوهش‌های ما در دانشگاه صنعتی اصفهان نشان می‌دهد بتن متخلخل جاذب به همراه فیلتر به کاربرده‌شده در کاهش کدورت و مواد آلاینده روان‌آب‌‌های شهری تاثیر قابل ملاحظه‌ای داشته است و نتایج تست نیاز اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD) بیانگر کاهش حدود 70درصدی این پارامتر در نمونه‌های روان‌آب‌ عبور داده شده از بتن متخلخل حاوی زئولیت در مقایسه با کاهش 45 درصد آن در نمونه‌های روان‌آب‌ عبور داده شده از بتن متخلخل معمولی (بدون زئولیت) است[12، 13].

اهمیت سالم بودن آب‌های زیرزمینی

افزایش روزافزون جمعیت و بالا رفتن استانداردهای زندگی در بسیاری از کشورها موجب نیاز روز‌افزون به آب‌های زیرزمینی برای مصارف مختلف کشاورزی، صنعتی و خانگی شده است. آب‌های زیرزمینی به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع تامین‌کننده آب، با چالش‌های متفاوتی از جمله آلاینده‌های طبیعی و غیر‌طبیعی روبه‌رو است. آب‌های زیرزمینی به دلیل استعداد آلودگی کمتر و همچنین ظرفیت ذخیره زیاد نسبت به آب‌های سطحی به عنوان یک منبع مهم در منابع آب مورد توجه است. با عبور آب از سیکل هیدرولوژیک (چرخه آب در طبیعت)، کیفیت آن در واکنش به محیط‌هایی که از آنها عبور می‌کند عوض می‌شود. این تغییرات ممکن است به خاطر انسان (آنتروپوژنیک) بوده یا طبیعی (جنس زمین) باشد. بعضی مواقع می‌توان آنها را کنترل کرد و گاهی اوقات غیرقابل کنترل‌اند، اما اغلب تشخیص منشاء مسائل کیفی آب‌ها آسان نیست.

چهار ماده آلاینده مهم در آب‌های زیرزمینی عبارتند از کلرورها، نیترات‌ها، هیدروکربن‌ها و فلزات سنگین. به طور کلی کیفیت آب زیرزمینی به دو عامل بستگی دارد: منشاء آب زیرزمینی (آب رودخانه یا آب بارندگی) و واکنش‌های شیمیایی بین آب و محیطی که آب در آن جریان دارد.

مطالعات نشان می‌دهد ورود فاضلاب‌های خانگی و صنعتی، استفاده بی‌رویه از کودهای شیمیایی و راندمان پایین آبیاری، نشت شیرابه ناشی از جمع‌آوری و تجمع زباله‌های شهری و صنعتی و نشت از لاگون‌ها و استخرهای پساب خروجی از تصفیه‌خانه شاهین‌شهر، نقش مهمی را در آلودگی منابع آب زیرزمینی منطقه داشته است[6، 5، 15].

یون‌های نیترات و فلزات سنگین در آب‌ها

فعالیت‌های انسانی مانند فعالیت‌های صنعتی، کشاورزی، و زندگی شهری مقادیر فلزات سنگین در خاک و آب را افزایش داده و از این‌رو بر مقدار فلزات در گیاهان نیز اثر می‌گذارند. برخی از منابع برجسته آلودگی اتمسفر به فلزات عبارتند از: احتراق سوخت‌های فسیلی به منظور تولید انرژی (وانادیم، نیکل، جیوه، سلنیم و قلع)، دود خودروها (سرب)، حشره‌کش‌ها (آرسنیک)، صنایع فولادسازی (کروم و منگنز) و کارخانه‌های ذوب و استخراج فلزات. خاک و آب ممکن است در نتیجه فعالیت‌های صنعتی یا کشاورزی با غلظت‌های بالایی از مواد، آلوده ‌شده باشند. وجود فلزات سنگین در فرآورده‌های صنعتی که در کشاورزی کاربرد دارند، خطرهای بی‌شماری برای موجودات زنده به وجود می‌آورند. وجود فلزات سنگین در کودهای شیمیایی، آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها، پساب‌های صنعتی و خانگی و لجن فاضلاب‌ها که برای افزایش تولید محصولات کشاورزی به خاک افزوده می‌شوند، نگرانی‌های زیادی از نظر ذخیره آنها در خاک به وجود آورده است. از دیگر منابع آلودگی، فلزات موجود در بارش‌های اتمسفری است که به منابع آب و خاک راه می‌یابند. افزون بر این با افزایش نیاز به آب آبیاری و همچنین کمبود منابع آبی، پساب‌های صنعتی و خانگی به عنوان منابعی عمده اهمیت یافته‌اند. همچنین ارزش لجن فاضلاب به عنوان کود در پژوهش‌های زیادی مشخص شده است که یکی از منابع ورود فلزات سنگین به محیط آب و خاک به حساب می‌آیند.

تجمع بیش از حد فلزات سنگین در خاک سبب مسمومیت گیاه می‌شود. فلزات سنگین در بافت‌های گیاهی تجمع یافته و وارد زنجیره غذایی انسان می‌شوند. انسان از طریق زنجیره غذایی در معرض فلزات سنگین قرار می‌گیرد. در مورد اثر مستقیم فلزات سنگین مدارک ثبت‌شده بسیار کم است اما در مورد اثر غیر‌مستقیم این عناصر بر سلامتی انسان مدارک زیادی در دست است که نشان می‌دهد این عناصر از طریق زنجیره غذایی وارد بدن شده و بدین ترتیب سلامت انسان را مورد تهدید قرار می‌دهند. انسان به دلیل نیمه عمر طولانی برخی فلزات تمایل زیادی به ذخیره‌سازی این‌گونه عناصر دارد که این مساله سلامت انسان‌ها را به شدت تهدید می‌کند.

در مطالعاتی که بر احتمال بروز خطر در مورد سلامتی انسان به وسیله عناصر سنگین انجام شده است، این فلزات را در چهار گروه طبقه‌بندی کرده‌اند. گروه اول شامل کروم، استرانسیم، تیتانیم، وانادیم و زیرکونیم بوده که قابلیت انحلال کمی داشته و بنابراین مقدار جذب آن توسط گیاه ناچیز است. گروه دوم شامل سرب و جیوه است که به شدت توسط کلوئیدهای خاک جذب‌شده و ممکن است به وسیله ریشه گیاهان جذب شوند. این عناصر به‌سادگی از ریشه به اندام هوایی گیاه منتقل نشده و خطر کمی برای سلامتی انسان دارند. گروه سوم شامل مس، منگنز، مولیبدن، نیکل، روی و بر است که به‌آسانی جذب گیاه شده، اما غلظت آنها در محدوده‌ای است که خطر کمی برای سلامتی انسان دارد. گروه چهارم شامل کبالت، سلنیوم و کادمیوم است که غلظت آنها در گیاه به حدی است که علایم سمیت در گیاه دیده نمی‌شود ولی سلامتی انسان و حیوان را تهدید می‌کنند[21].

محدودیت منابع آب در کشورهای واقع در مناطق خشک و نیمه‌خشک، یکی از مهم‌ترین معضلات موجود در بخش کشاورزی است. از این رو استفاده از منابع آبی نامتعارف (از جمله پساب تصفیه‌خانه‌ها) در این کشورها روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می‌شود. کاربرد پساب به عنوان یک منبع آب دائمی در کشاورزی علاوه بر تامین بخشی از نیازهای آبی این بخش، باعث صرفه‌جویی و دوام منابع آبی موجود نیز می‌شود. علاوه بر این وجود عناصر غذایی گیاهی در پساب تصفیه‌خانه‌ها، مصرف کود شیمیایی و در نتیجه اثرات زیست‌محیطی استفاده از آن را کاهش می‌دهد. به‌کارگیری پساب در کشاورزی اگرچه با فواید زیادی توام است ولی چنانچه این امر بدون برنامه‌ریزی دقیق و اعمال مدیریت و نظارت صحیح انجام پذیرد، می‌تواند اثرات اجتماعی، اقتصادی و زیست‌محیطی حاد و متعددی را در پی داشته باشد که از آن جمله می‌توان به تجمع عناصر سنگین و سایر عناصر سمی در خاک و گیاهان، شیوع بیماری‌های مختلف، شور و سدیک شدن خاک به ویژه در برخی از مناطق خشک و نیمه‌خشک، آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی، عدم پذیرش از سوی مردم در برخی از مناطق و عدم وجود بازار مناسب برای عرضه محصولات تولیدی در برخی از مناطق اشاره کرد.

کاربرد فاضلاب‌های تصفیه‌شده در کشورهای مختلف جهان از دیر‌باز رواج داشته است در کشورهای پیشرفته فاضلاب‌های تصفیه‌شده با رعایت ضوابط زیست‌محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. محور این قوانین بر حفظ سلامتی انسان، حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از آلودگی خاک و آب استوار بوده و در دوره‌های زمانی مشخصی مورد بازنگری قرار می‌گیرد. در حالی که در کشورهای در حال توسعه، علاوه بر فاضلاب‌های تصفیه‌شده از فاضلاب‌های خام نیز برای تولید محصولات کشاورزی استفاده می‌شود. این کشورها فاقد استراتژی و برنامه‌ریزی مناسب و همچنین دستورالعمل مشخص در زمینه استفاده از پساب‌ها و آب‌های برگشتی بوده به همین دلیل استفاده از این منابع در اغلب موارد با پیامدهای بهداشتی، زیست‌محیطی و آلودگی منابع آب و خاک همراه است. ایران به عنوان یکی از کشورهای خاورمیانه با کاهش منابع آب تجدید‌شونده مواجه بوده و در حال حاضر در سطح کشور، به ویژه در حواشی شهرهای بزرگ و مراکز استان‌ها، مناطق وسیعی با پساب‌ها و آب‌های برگشتی آبیاری می‌شوند. در بیشتر مواقع این استفاده غیر‌اصولی بوده و برای کشت سبزیجات و صیفی‌جات به کار رفته و موجب آلودگی محیط زیست، تجمع آلودگی در خاک و انتقال آن به محصولات تولیدی شده است. با توجه به میزان استقبال و همچنین نیاز به استفاده از پساب‌ها و آب‌های برگشتی در کشاورزی، در حال حاضر بیشتر تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در سطح کشور با هدف استفاده مجدد از پساب حاصل در کشاورزی، طراحی و اجرا می‌شوند. در این راستا متولیان امر، پالایش و استفاده مجدد از پساب‌های شهری و صنعتی و همچنین آب‌های برگشتی را به عنوان منابعی جدید برای جبران بخشی از این کمبودها مورد توجه قرار داده‌اند. جمع‌بندی تجربیات جهانی استفاده از پساب‌ها و آب‌های برگشتی نشان می‌دهد با توجه به کمبود آب، استفاده از این منابع به عنوان یک منبع ارزشمند آب مطرح بوده و باگذشت زمان اهمیت آن بیشتر نیز خواهد شد. برای استفاده صحیح و پایدار از این منابع تدوین استانداردها و ضوابط مناسب و الزام در رعایت استانداردها و ضوابط مربوط ضروری بوده و توجه به این دو اصل می‌تواند متضمن اثرات سودمندی همچون حفاظت کمی و کیفی منابع آب و کاهش آلودگی محیط زیست شود.

در جدول 1 به برخی از پژوهش‌هایی که در رابطه با کاربرد پساب تصفیه‌شده برای تولید برخی از محصولات کشاورزی شده است، و غالباً در اصفهان انجام شده است، اشاره می‌شود.طبیعتاً برنامه پایش زیست‌محیطی باید شامل بررسی کارایی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در بهبود کیفی پساب، کمیت پساب تولیدی، بررسی کیفی پساب و آب‌های برگشتی مصرفی و تطبیق آن با استاندارد مورد نظر، خط انتقال آب تا محل مصرف، کمیت و کیفیت محصولات تولیدی و سایر فعالیت‌های موجود طرح جهت دستیابی به اهداف پروژه باشد. فرآیندهای موجود قادر به برطرف کردن اغلب این آلودگی‌ها هستند، ولی مشکل اینجاست که به‌طور مثال کاهش کل کلیفرم‌ها تا حد استاندارد سازمان محیط زیست ایران و سازمان بهداشت جهانی (WHO) نیاز به تجهیزات و امکانات پیشرفته‌تری دارد که به علت هزینه‌های زیاد، در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های بزرگ معطل مانده است. با سیستم کلرزنی فعلی نیز کلیفرم‌ها تا حد استاندارد از بین نمی‌روند و افزایش کلرزنی نیز آب را برای کشاورزی غیرقابل استفاده می‌کند. به نظر می‌رسد تجهیز تصفیه‌خانه‌های فاضلاب با دستگاه‌های پیشرفته باید یک اولویت ملی محسوب شود.

پساب‌های تصفیه‌شده

غیر از آبیاری زمین‌های کشاورزی می‌توان مصارفی از جمله آبیاری فضای سبز، نیازهای خنک‌کنندگی صنعت، آب‌های آتش‌نشانی، تغذیه مصنوعی آب‌های زیرزمینی، دریاچه‌های تفریحی و احیای تالاب‌ها نام برد. در استان اصفهان، تامین حقابه تالاب گاوخونی با توجه به نقشی که این تالاب می‌تواند در جذب گردشگر و جلوگیری از تبدیل آن به یک کانون تولید ریزگردها داشته باشد از اهمیت شایان توجهی برخوردار است. با توجه به بستن آب رودخانه زاینده‌رود و منتفع نشدن تالاب، یکی دیگر از راه حل‌های مکمل، استفاده از پساب تصفیه‌شده فاضلاب است که می‌تواند یکی از عملی‌ترین گزینه‌ها برای احیای تالاب باشد. احیای تالاب می‌تواند یکی از کانون‌های تولید گرد و غبار در استان اصفهان را خنثی کند[10].

روش‌های جایگزین کودهای شیمیایی

کشاورزان برای افزایش تولید محصول، تمایل به کاربرد هر چه بیشتر کودهای شیمیایی دارند. در سال‌های اخیر مصرف کود شیمیایی در کشور، بیش از 4/4 میلیون تن در سال بوده است که در مقایسه با رقم 2/2 میلیون تنی در سال 1375 افزایش حدود 100 درصد را نشان می‌دهد. از سوی دیگر هر‌ساله مبالغ گزافی یارانه دولتی به عرضه و واردات کود شیمیایی اختصاص می‌یابد. این در حالی است که در بسیاری از موارد، مصرف کودهای شیمیایی تطابقی با نیاز گیاه ندارد و بی‌رویه و نامتعادل مصرف می‌شود [9]. به عبارت دیگر، راندمان کاربرد آب و کاربرد کود پایین است. چون تقریباً بیشتر کودهای شیمیایی متداول، محلول در آب‌اند، بنابراین جریان آب در خاک، کود شیمیایی را با خود انتقال داده و هر نوع آبیاری بی‌رویه یا مصرف آب مازاد بر نیاز، موجبات تلفات منابع کودی را نیز فراهم آورده علاوه بر خسارات مادی، سبب تخریب محیط زیست، مخصوصاً آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی می‌شود. ساخت کپسول‌های کودی با رهش کنترل شده (CRFs) یا کند شده (SRFs) مانند کود اوره با پوشش گوگردی و گوگرد دانه‌ای و همچنین استحصال، ساخت و مصرف کودهای محتوی عناصر ریز‌مغذی روی (سولفات روی)، آهن (کلات آهن)، منگنز (سولفات منگنز)، مس (سولفات مس)، بر (اسید بوریک) که باعث کاهش نیتروژن، فسفر، سموم و مواد ریزمغذی در روان‌آب‌ اراضی کشاورزی و باغات می‌شود، یکی از جنبه‌های مهم کاربردی فناوری‌های نوین است که در پایداری محیط زیست نقش مهمی ایفا می‌کنند. این میکروکپسول‌ها دارای عناصر غذایی کم‌مصرف (مانند روی و آهن) و پرمصرف (نیتروژن) مورد نیاز گیاهان برای نیل به مصرف متعادل و داشتن تولیدات زراعی و باغی با کیفیت برتر هستند. این کودها در بازار وجود دارند ولی هزینه تهیه آنها بیشتر از کودهای شیمیایی معمول است ولی مزیت شایان توجه آنها کاهش هدررفت آنها و جلوگیری از آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی است. نمونه‌ای از این نوع کودهای حاوی عنصر ریز‌مغذی (سولفات آهن) در دانشگاه صنعتی اصفهان ساخته ‌شده و در اداره کل ثبت شرکت‌ها و مالکیت صنعتی (ایران- تهران) به عنوان اختراع ثبت شده است. البته راهکار دیگر برای جلوگیری یا کاهش کاربرد سموم دفع آفات در کشاورزی، مبارزه بیولوژیک با آفات است که در برخی از مناطق کشور شروع شده است و لازم است حمایت شود و گسترش بیشتری یابد[20].

منابع:

1- خرقانی، کیوان. 1375. تاثیر فاضلاب‌های تصفیه‌شده خانگی بر کیفیت و عملکرد گیاهان خیار و هویج و خصوصیات خاک. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی. دانشگاه فردوسی مشهد.

2- زاد‌هوش، عادل. 1375. بررسی اثرات استفاده از پساب بر خاک و گیاه. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. گروه آبیاری و آبادانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.

3- سازمان حفاظت محیط زیست ایران.1379. مجموعه قوانین و مقررات حفاظت محیط زیست ایران. جلد اول و دوم دفتر حقوقی و امور مجلس.

4- صفری‌سنجابی، علی‌اکبر و شاپور حاج رسولی‌ها. آ 1379. ارزیابی کیفیت پساب تصفیه‌خانه فاضلاب شمال اصفهان برای کشاورزی. مجله آب و فاضلاب، شماره 33، صفحات 26-20.

5- عابدی‌کوپایی، ج.، باقری، م. ر.، افیونی، م.، مصطفی‌زاده، ب. 1380. مطالعه آلودگی آب‌های زیرزمینی اطراف تصفیه‌خانه شاهین‌شهر اصفهان. مجموعه مقالات سومین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشکده فنی دانشگاه تهران. ص 640-633.

6- عابدی، جهانگیر و باقری محمدرضا. 1380. اثرات زیست‌محیطی آبیاری با پساب تصفیه شده بر منابع آب زیرزمینی. مجموعه مقالات همایش اثرات زیست‌محیطی پساب‌های کشاورزی بر آب‌های سطحی و زیرزمینی. شماره انتشار 53، کمیته ملی آبیاری و زهکشی.

7- عابدی‌کوپایی، ج. 1383. تاثیر لندفیل اصفهان بر آلودگی منابع آب زیرزمینی، گزارش طرح ملی تحقیقات ویژه توسعه کشور- آب، معاونت پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان.

8- عابدی کوپایی، ج. و نصیرزاده ح. ر. 1383. برآورد پتانسیل آلایندگی لندفیل اصفهان با استفاده از مدل HELP. لوح فشرده مجموعه مقالات اولین کنگره ملی مهندسی عمران (کد مقاله 1612-83). دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف.

9- عابدی‌کوپایی، ج 1384. روش‌های پیشگیری از اتلاف منابع آب. دومین همایش روش‌های پیشگیری از اتلاف منابع ملی، فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران، خرداد 1384.

10- عابدی‌کوپایی، ج.1389. لزوم برنامه‌ریزی هدفمند برای کاربرد پساب تصفیه‌شده به‌عنوان منبع آب رو به رشد در تغذیه مصنوعی منابع آب زیرزمینی کشور. دومین سمینار ملی جایگاه آب‌های بازیافتی و پساب در مدیریت منابع آب. 28 مهر 1389. مشهد.

11- عابدی‌کوپایی، ج.، ر. ملایی، س. اسلامیان، 1390. اثر کاربرد زئولیت بر جذب کادمیوم توسط گیاه اسفناج تحت تیمار پساب، همایش ملی جریان و آلودگی آب، دانشگاه تهران.

12- عابدی‌کوپایی، ج.، ب. مصطفی‌زاده‌فرد،. س. سقائیان نژاد، ک. بهفرنیا و س. ح. سقائیان‌نژاد. کاهش کدورت روان‌آب‌‌های شهری با استفاده از بتن متخلخل. همایش ملی سنجش و مدل‌سازی محیط. دانشگاه تهران. اردیبهشت 1391.

13-عابدی‌کوپایی، ج.، ب. مصطفی‌زاده‌فرد. س. سقائیان‌نژاد، ک. بهفرنیا و س. ح. سقائیان‌نژاد. کاهش BOD روان‌آب‌‌های شهری با استفاده از بتن متخلخل. سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز. بهمن 1391.

14- عابدی‌کوپایی، ج.، راهنما و دستورالعمل جامع بهداشت کشاورزی ایران، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی-مرکز سلامت محیط و کار و دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تهران- پژوهشکده محیط زیست، سال انتشار 1391.

15- قیصری، م.، م. هودجی، پ. نجفی و آ. عبدالهی، 1377. بررسی آلودگی نیتراتی آب‌های زیرزمینی ناحیه جنوب شرق شهر اصفهان، محیط‌شناسی، سال سی و سوم، 24: 50-43.

16- کلباسی، محمود و سید‌فرهاد موسوی. 1379. تغییرات کیفیت زه‌آب زهکش‌های مهم تخلیه‌شونده به زاینده‌رود و اثر آنها بر این رودخانه در یک دوره یک‌ساله. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، جلد چهارم، شماره سوم.

17- وزارت نیرو. 1389. ضوابط زیست‌محیطی استفاده مجدد از آب‌های برگشتی و پساب‌ها. دفتر نظام فنی اجرایی دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، نشریه شماره 535.

18- Abedi - Koupai, j et al, 2001. Influence of treated wastewater and irrigation systems on soil physical properties in Isfahan province. ICID International Workshop on Wastewater Reuse Management. Sep. 19-20. Seoul, Korea. 165-173.

19- Abedi-Koupai, J., B. Mostafazadeh, M. Afyuni, and M. R. Bagheri, 2006. Effect of treated wastewater on soil chemical and physical properties in an arid region. Journal of Plant, Soil and Environment, 52(8): 335-344.

20- Abedi-Koupai, J. Varshosaz, M. Mesforoosh and A.H. and Khoshgoftarmanesh. 2010. Controlled release of fertilizer microcapsules using Ethylene vinyl Acetate polymer to enhace miccronutrient and water use efficiency. Journal of Plant Nutrition. USA

21- Channey, R. L. 1980. Health risks associated with toxic metals in municipal sludge. PP. 59-84. In: G. L. Damron, G. T. Edds. And J. M. Davidson, editors, Sludge_Health Rrisk of Land Application, Ann Arbor, Science Publication, Inc

22- Feizi. M. 2001. Effect Of Tread Water on Accumulation of Heavy Metals in Plants and Soil, ICID, International Workshop on Wastewater Management, September 19-20, 2001, Korea.