تأثير معامل طابوق الناصرية في تلوث التربة والماء والنبات ببعض العناصر الثقيلة
أهتم الباحثون في علم البيئة بوضع مفهوم دقيق للتلوث البيئي ، والذي يقصد به التغيرات غير المرغوب فيها والتي تحصل بدرجة كبيرة بوصفها ناتجا عرضياً للفعاليات الطبيعية والبشرية والتأثير المباشر للتغيرات في شكل الطاقة ومستوى الاشعاع والمكونات الكيمياوية والفيزيائية. إن هذه التغيرات ربما تؤثر في الانسان بشكل مباشر او غير مباشر نتيجة لاستعمالات المياه والزراعة والصناعة( موسى ، 2000). نظراً لأهمية التلوث وشموليته يمكن تقسيم التلوث إلى ثلاث درجات هي التلوث البسيط والتلوث الخطر والتلوث المدمر (العلي، 2005).
 |
| تأثير معامل طابوق الناصرية في تلوث التربة والماء والنبات ببعض العناصر الثقيلة |
من بين اهم اسباب تلوث الهواء والتربة والماء والنبات هو وجود العناصر الثقيلة بتراكيز اعلى من المحددات الدولية التي وضعتها منظمة الصحة العالمية , ويؤدي ذلك الى حصول انخفاض في معدل نمو النبات , فضلا عن تأثيرها على عدد من العمليات الحيوية خلال مرحلة نمو النبات وتثبيطها لعملية التمثيل الضوئي والتي تؤدي الى خفض انتاجية النبات, وبزيادة تراكيزها في النبات والذي ينعكس تأثيرها على الانسان عن طريق السلسلة الغذائية البيئية المعروفة (Vandecasteele واخرون 2005). إن هذه المواد تعد من الفضلات السامة وهي مصدر رئيس للتلوث عند دخولها جسم الكائن الحي، وتعد العناصر الثقيلة الرصاص والكادميوم والنيكل والكروم والزئبق ) من اهم ملوثات البيئة واكثرها انتشارا (2004,WHO) .
تأثير انبعاثات ومخلفات المعامل في تلوث البيئة
تشمل المنتجات والفضلات الصناعية. إن رمي المخلفات الصناعية بمختلف انواعها ونفايات المواد المشعة والتصريف السيء لمجاري المياه الثقيلة ونفايات المنازل ومخلفات المعامل الصناعية ومبيدات الحشرات والاعشاب والاشعاعات والمخلفات النووية تمثل اهم الوسائل التي تتلوث بها التربة (2001,Adriano و 1997,Hill) . قامBinggan (2010) بدراسة تراكيز بعض العناصر الثقيلة الرصاص والنيكل والكادميوم والنحاس والخارصين في ترب مناطق الصين وشملت الدراسة مناطق زراعية وصناعية وتجارية ولاحظ ان المناطق الصناعية اكثر تلوثا بنسبة 560% من المناطق الاخرى ووجد ارتفاع في تركيز العناصر في تربة منطقة الدراسة عن الحدود المسوح بها عالميا فضلاً عن وجود فرق كبير بين تركيز العنصر في تربة المناطق الزراعية والصناعية إذ بلغ تركيز الرصاص بمعدل 28.6 1350.5– ملغم كغم-1تربة, والكادميوم 0.15–8.59 ملغم كغم-1تربة والنحاس 23.3 – 122. 6 ملغم كغم-1 تربة, وعنصر النيكل بلغ معدلة بين 27.8– 99.4 ملغم كغم-1 تربة, والخارصين 65.6–266.40 ملغم كغم-1 تربة للمناطق الصناعية والزراعية على التوالي , وقد عزوا سبب ارتفاع تراكيز العناصر الثقيلة في ترب المناطق الصناعية إلى وجود مصانع مختلفة للحديد والورق والأسمدة والبلاستك. اشار اسماعيل (2010) إلى ان معدل تركيز الكادميوم والنيكل والرصاص في ترب محافظة ميسان بلغ 15 و 110 و 190 ملغم كغم-1 تربة على التوالي في مناطق قرب معامل الطابوق وقد عزا السبب ارتفاع تراكيز العناصر في الترب إلى نواتج الاحتراق المنبعثة من المعامل والمصانع . كما درس الجصاني (2010) تلوث الهواء في البيئة العراقية ووجد ان نسبة التلوث التي تسببها معامل الطابوق 20% ولها تأثير في تراكم العناصر الثقيلة بالتربة .
تلوث الهواء
عرف المجلس الاوربي تلوث الهواء بأنه عملية تغير في المواد المكونة له , ويترتب على ذلك حدوث نتائج سلبية على الانسان والحيوان والنبات والمياه او بشكل عام على البيئة. إن أسباب التلوث معروفة ناتجة من التطور الكبير في العصر الحديث في الصناعة بمختلف ميادينها واستخداماتها النفطية واستخداماتها الزراعية واستخداماتها والصناعية , واصبحت الدول العظمى تحتاط لخطر التلوث الناتج من الملوثات الصناعية , وتوصي باستخدام بدائل ومواد صديقة للبيئة مثلا استخدام الطاقة الكهربائية بدل الوقود في تشغيل المصانع , واستخدام الطاقة الهوائية في توليد الكهرباء بدلا من محطات الديزل لكي لاتطلق غازات سامة الى الهواء ، اذ يتسبب تلوث الهواء بضرر مباشر على صحة الانسان عند تجاوزه الحدود الحرجة لملوثات الهواء ( منظمة الصحة والسلامه,2008 ). إن مصادر تلوث الهواء اما تكون طبيعية او غير طبيعية والمصادر غير الطبيعية ناتجة من نشاطات الانسان في الميادين المختلفة في الصناعة , واما المصادر الطبيعية فهي ناتجة من انبعاثات البراكين وحرق الغابات ويعد الانسان من اكثر المساهمين في اطلاق الملوثات الى الهواء (2007,Cunningham) . إن الآثار الضارة لتلوث الهواء لا تعود الى كمية المواد المنبعثة وانما الى تركيز هذه الملوثات في الهواء , فقد اشار السعدي (2002) الى ان انتشار المواد المنبعثة بتراكيز عالية ضمن مساحة محدودة احدث تلوثا كبيرا تفوق اضراره من لو انتشرت هذه الملوثات بالهواء بمساحات اوسع ، كما تؤدي الرياح دورا مهماً في نقل الملوثات الهوائية من مصادرها الى اماكن اخرى وتساعد في انتشار هذه الملوثات. وقد قسم السعدي (2002)
اهم مصادر تلوث الهواء الى ما يأتي :_
- احتراق الوقود بمختلف اشكاله للحصول على الطاقة كما هو مألوف في عدد من الاستخدامات الصناعية والتجارية والمنزلية .
- الملوثات المطروحة من قبل وسائط النقل المختلفة والتي تستخدم البنزين او الديزل او الكيروسين .
- الفضلات الغازية والغبار والحرارة والمواد المشعة وغيرها من العناصر التي تطرح للجو كما في المصانع والمعامل .
هنالك عدة دراسات عن تلوث الهواء, إجرى احمد ( 2007) دراسة لتحديد كمية ونوعية المتساقطات الجوية في محافظة ذي قار على مدى سنة كاملة 2006ـــــــ2007, إذ تم اختيار21 موقعا تم توزيعها في المحافظة توزيعا عشوائيا, مناطق زراعية وصناعية وسكنية وتجارية, وقد أظهرت النتائج ارتفاع تراكيز العناصر المدروسة في هواء المدينة وخصوصاً الكادميوم والرصاص بنسبة 4% ـو7% على التوالي كمعدل عن المسموح به عالميا وعزا السبب إلى زيادة الانبعاثات الناتجة من وسائط النقل ومعامل الطابوق. اشار مهدي واخرون ( 2013 ) الى وجود تراكيز بعض الغازات الملوثة وبعض العناصر الثقيلة في هواء مدينة كربلاء خلال فترة من كانون الاول 2012 إلى شباط 2013 ، وبينت الدراسة ارتفاع في تراكيز الغازات الملوثة 12% عن الحدود المسموح بها, كما وجد تراكيز العناصر الثقيلة Co و Pb وCd هي اعلى من الحدود المسموح بها وعزوا السبب زيادة حركة وسائط النقل ومايتنتج عنها من غازات وكذلك نتيجة زيادة استخدام الوقود في المولدات وغيرها .
العناصر الثقيلة
وهي العناصر التي تمتاز بانها ذات كثافة عالية اعلى من 4.5 غم .سم_3 واعداد ذرية عالية ومن هذه العناصر الثقيلة الرصاص والكادميوم والنيكل والزرنيخ والزئبق والخارصين والكوبلت والحديد والمنغنيز والكروم وغيرها 1998 ,Unecef) و Alloway 1995,) . وتقسم العناصر الثقيلة حسب حاجة الكائن الحي الى قسمين مجموعة العناصر الاساسية وهي التي يحتاجها الكائن الحي لإكمال الفعاليات الحيوية بنسب قليلة مثل النحاس والمنغنيز والحديد والخارصين والكوبلت ويدخل بعضها ضمن التركيب الكيمائي لبعض اجزاء الخلية او قد تكون عوامل مساعدة في فعالية الانزيمات ، اما المجموعة الثانية فهي مجموعة العناصر غير اساسية والتي يكون لها تأثير سمي على الكائن الحي مثل الرصاص والكادميوم والنيكل والزرنيخ وكذلك اضرار سلبية على البيئة (2004,Dara). إن انبعاث العناصر السامة وزيادة تركيزها في الغلاف الجوي نتيجة العمليات المختلفة (الطبيعية كالبراكين والصناعية الناتجة عن نشاطات الانسان ) ويوضح جدول 1 اهم العمليات التي تطلق العناصر الثقيلة الى الغلاف الجوي ، وتعد العمليات التي تحتاج الى طاقة حرارية عالية او التي تستعمل الوقود من أهم المصادر لانبعاث العناصر الثقيلة ومنها حرق الفحم ونواتج الوقود لغرض الحصول على الطاقة مثل محطات توليد الطاقة الكهربائية، ومحطات التدفئة الضخمة، وعمليات صهر المعادن، وحرق النفايات, فضلاً عن أفران التجفيف في إنتاج السمنت، وعمليات حرق الطابوق في معامل إنتاج الطابوق , وغيرها من العمليات الصناعية التي تؤدي إلى إطلاق العناصر الثقيلة الى الهواء.
الـرصـاص Pb
يوجد الرصاص في معظم انواع الصخور وبسبب عمليات التجوية يتحرر من الصخور ويبلغ تركيزه الكلي في القشرة الارضية 16 ملغم كغم-1, ويعد من أهم العناصر الثقيلة وهو من اكثر الملوثات الصناعية انتشارا ويكون ذو تأثير سمي على الكائن الحي، يأتي الرصاص من النشاطات البشرية مثل استعمال الاسمدة ومن مياه الصرف الصحي وصناعة البطاريات والاصباغ وعمليات الطباعة ومن نواتج احتراق الوقود (Alloway وAyres 1997). يؤثر عنصر الرصاص في القناة الهضمية والجهاز الهضمي المركزي كما يسبب فقر الدم وعند دخوله الى الجسم يخرج أغلبه مع الفضلات من دون ان يتم امتصاصه، كما يعد أحد العناصر المســرطنة (1998,Emsley). وجد Wong وLi ( (2000تأثيراً سلبياً للرصاص على نمو نبات الرز في جنوب الصين ، ولاحظ إن ارتفاع مستوى تركيز الرصاص الكلي الى نحو 50 ملغم كغم-1 تربة في ترب حقول الرز ادى الى ظهور تغيرات فسلجيه على انسجة النبات وانخفاض في الانتاجية اكثر من 50% قياساً بإنتاج الرز في ترب تحتوي على تراكيز اقل من 24 ملغم كغم-1 تربة.
النيكل Ni
وهو من العناصر التي لها أهمية للكائن الحي في التراكيز الواطئة ويتواجد بتركيز 10_70 ملغم كغم-1 في التربة وفي الخضر والفواكه والحبوب (0.052) ملغم كغم-1 (الصابونجي ,2005) . إن المصدر الاساسي في زيادة تركيز النيكل في الهواء هو عمليات الاحتراق والفعاليات الصناعيةLeopold) وﺁخرون (2005,. زيادة تركيز النيكل في التربة تؤدي الى زيادة امتصاصة من قبل النبات ومن ثم اعاقة نمو ذلك النبات وتدهور في الانتاجية (Szalai وﺁخرون( 2002,. بينت دراسة Rahman وﺁخرون ( 2007 ) على نبات الشعير والمعامل بتراكيز مختلفة من النيكل 0 و 1 و 10 و100 ملغم كغم_1 تربة ان النبات قد اصيب باصفرار الاوراق نتيجة السمية ويزداد الاصفرار بزيادة تركيز العنصر اكثر من 10ملغم كغم-1 تربة ويؤدي الى موت النبات. وجد الشمري (2009) تأثير لعنصر النيكل في النمو وبعض الجوانب الفسيولوجية لنبات زهرة الشمس وادى زيادة التركيز في المعاملات المستخدمة إلى انخفاض في النمو والمساحة الورقية وبعض الجوانب الفسيولوجية للنبات ومحتوى الاوراق من الكربوهيدرات والبروتين كما بينت الدراسة ان استعمال تركيز النيكل اكثر من 100 ملغم كغم-1 تربة قد ادى الى انخفاض في ارتفاع النبات من 36.85 سم إلى 23.83 سم وكذلك انخفاض في وزن المادة الجافة للنبات من 7.11 غم الى 5.96 غم .كغم_1 مادة جافه .
الكوبلت Co
يعد الكوبلت المرافق القوي للنيكل، اذ ان صفاتهما متشابهة ويميلان الى أن يعاد ترسيبهما مع أكاسيد الحديد والمنغنيز ويكون الكوبلت مركبات مع الهيدروكسيد والكاربونات لتكوين ( Co(OH)2 و CoCO3) والتي تتميز بانخفاض قابلية ذوبانها (1985, Hem) . ومن أهم مصادر التلوث بهذا العنصر هي: صناعة الاسمدة وصناعة الاصباغ ، وهو من العناصر التي لها سمية واطئة ويمكن ان يسبب التقيؤ ويبدو انه أحد العناصر المسرطنة (1998, Emsley) . يدخل في تركيب بعض الانزيمات ، ويستخدم كلوريد الكوبلت مثبتاً لرغوة المشروبات الكحولية ، ويسبب مشاكل في القلب لدى المدمنين على المشروبات الكحولية (2003, London lab). وجد علي واخرون ( 2008) ارتفاعاً في عنصر الكوبلت في نباتات البقوليات (الباقلاء و البزاليا ) في سبع مناطق من محافظة نينوى ( الرحمانية والقيارة وسنجار ويارمجة والراشدية والنمرود وحمام العليل ) أذ بلغت النتائج من 0.73_ 0.93 ملغم كغم_1 مادة جافة وهي اعلى من المحددات العالمية 2007,WHO) ( وعزوا السبب إلى وجود مصافي النفط والملوثات الاخرى التي أسهمت في زيادة تركيز الكوبلت في النبات.
الكادميوم Cd
اكتشف الكادميوم كعنصر مستقل وتمت أضافته مع جداول العناصر عام 1917, وهو موجود في القشرة الارضية بمعدل 2ـ1 ملغم كغم_1 وهو يكون مشابه لعنصر الزنك في الطبيعة وفي التركيب الذري ولكن عنصر الزنك من مجموعة العناصر الثقيلة الاساسية التي يحتاجها الكائن الحي بنسب معروفة اما الكادميوم فلا توجد أي اهمية معروفة له للكائن الحي ( النعيمي, 2000). يعد عنصر الكادميوم من العناصر المسرطنة والسامة والقليل منه ممكن ان يمتص من خلايا الجسم ويمكن ان يسبب التقيؤ للكائن الحي ، ان المعادن التي تحوي الكادميوم هي. Cadmoselite Greenockite, Otarite, (1998,Emsley).
إشار محمود وصالح ( 2007) الى تأثير اضافة عناصر الكادميوم والرصاص والنيكل والزنك بتركيز 0.1 مليمول.كغم تربة في نمو نبات الحنطة ولاحظ إن عنصر الكادميوم المضاف الى التربة تفوق على بقية لعناصر تأثير مباشرا في النبات وادى الى قلة مساحة الورقة بنسبة 29.7% والمجاميع الجذرية للنبات بنسبة 48.3% قياساً بمعاملة المقارنة , كما بينت الدراسة وجود تأثيرات فسيولوجية في نبات الحنطة وارتفاع تراكيز العنصر داخل المادة الجافة للنبات . إجرى أحمد وآخرون (2013 ) دراسة لمعرفة تأثير اضافة عنصر الكادميوم والنحاس والزنك في النشاط الانزيمي ومحتوى الكلوروفيل في نبات الطماطة وأظهرت النتائج تأثير مباشر لعنصر الكادميوم على الكلوروفيل بالنبات بنسبة 24% قياساً مع معاملة المقارنة وقد عزوا السبب الى التصاق ايونات هذه العناصر بالكلوروبلاست مما يؤدي الى تكسيرها وسبب نقص معنوي في الكلوروفيل بزيادة تركيز العنصر. فيما بين الحسون (2015) وجود ارتفاع في تركيز عنصر الكادميوم الكلي في ترب مناطق الاهوار إذ بلغ معدله 3.4 ملغم كغم-1 تربة وهو اعلى من الحدود المسموح بها لمنظمة الصحة العالمية وكذلك اعلى من المحددات العراقية .
تأثير التلوث بالعناصر الثقيلة على التربة
عرف تلوث التربة بأنه أي تغير فيزيائي أو كيميائي فيها يجعلها غير صالحة للاستغلال المفيد وقد يكون ذلك من نتائج سوء استعمال الأرض واستغلالها غير الصحيح أو نتيجة إهمالها أو بسبب المضافات الكيميائية لها (1997,Molina). يعد خطر تلوث التربة بالعناصر الثقيلة من اخطر الملوثات إذ امكانية اتحاد هذه العناصر مع بقية العناصر الاخرى الموجودة بالتربة وبقائها في التربة لمدة طويلة وتحررها وانطلاقها مع الوقت يؤدي الى امتصاصها من قبل النباتات ومن ثم يؤثر على تسمم الكائن الحي, كما تؤثر في انتاجية التربة , ويكمن خطر التلوث بالعناصر الثقيلة في التربة إلى صعوبة معالجتها في التربة (شتيوي , 2005). اهتمت المنظمة الدولية للصحة العالمية بوضع محددات لقياس تراكيز العناصر الثقيلة في التربة كما مبينة في الجدول 2 , اما في العراق فان المحددات المعتمدة حاليا في تقييم تلوث التربة بالعناصر الثقيلة موضحة في جدول 3 , كما ان هنالك محددات الصينية والهولندية لتركيز العناصر الثقيلة في التربة جدول 4 .
