بررسي وضعيت عناصر سنگين در خاك‌هاي ايران: مروري جامع و انتقادي بر مطالعات گزارش شده

در دنيا توجه به غلظت فلزات سنگين در خاك بدليل خطرات بالقوه آن‌ها براي محيط زيست و سلامت انسان افزايش يافته است. در چند دهه اخير، مطالعات زيادي بر روي آلودگي خاك‌ها توسط فلزات سنگين در ايران صورت گرفته است ولي اكثر مطالعات، وضعيت غلظت فلزات سنگين خاك را در مقياس ملي نشان نمي‌دهد. از طرف ديگر باوجود اهميت غلظت زمينه براي ارزيابي آلايندگي و خطر زيست محيطي اين فلزات، هنوز مطالعه‌اي در مورد آن براي خاك‌هاي ايران در سطح ملي منتشر نشده است. در اين پژوهش تلاش شد تا بر اساس تجزيه و تحليل كمي و كيفي نتايج مطالعات گزارش شده شناخت جامعي از وضعيت عناصر سنگين در خاك‌هاي ايران در مقياس ملي ارائه شود. براي انجام اين پژوهش در مجموع 247 مطالعه (مقاله و گزارش نهايي طرح‌هاي تحقيقاتي) در زمينه پايش ميداني عناصر سنگين در خاك‌هاي ايران كه تا آبان 1400 منتشر شده بودند جمع‌آوري گرديد. اطلاعات مورد نياز (نتايج تجزيه حدود 21400 نمونه خاك) از مطالعات استخراج و ابتدا از نظر شاخص‌هاي تضمين و كنترل كيفيت تجزيه ارزيابي شدند. سپس مطالعات بر اساس نوع كاربري به كشاورزي، شهري و صنعتي تفكيك و پس از غربال و انتخاب مطالعاتي كه داراي حداقل‌هاي لازم از نظر كنترل كيفي بودند، آماره‌هاي مختلف از جمله ميانگين وزني، ميانه، غلظت زمينه و شاخص آلودگي عناصر سنگين (As، Pb، Cd، Cr، Co، Ni، Cu و Zn) محاسبه و تجزيه و تحليل شدند. از نظر شاخص هاي كنترل كيفيت تجزيه در 31 درصد از مطالعات انجام شده در ايران آماده سازي نمونه خاك براي هضم فلزات سنگين نادرست و در 32 درصد از مطالعات نحوه آمادهسازي نامعلوم بود. ترتيب تركيب اسيدهاي مورد استفاده براي هضم خاك جهت استخراج عناصر سنگين به صورت آكوا رجيا HNO3 HCl-HNO3 HCl- HClO4-HF- HNO3 HClO4-HF- HNO3 ساير تركيب ها بود. حدود 24 درصد از مطالعات از آكوا رجيا (تركيب اسيد كلريدريك و اسيد نيتريك با نسبت 3 به 1) براي هضم خاك استفاده كردند. 18 درصد از مطالعات غلظت كل و تقريبا 66 درصد از مطالعات غلظت شبه كل عناصر سنگين را اندازه گيري كرده اند. در 16 درصد از مطالعات نيز روش هضم نامعلوم بود و به تبع آن نمي توان در مورد اينكه آيا غلظت كل عناصر سنگين اندازه گيري شده است يا شبه كل اظهار نظر كرد. ترتيب استفاده از دستگاه هاي طيف سنجي براي تعيين غلظت عناصر به صورت FAAS ICP-OES ICP-MS GFAAS ساير دستگاه ها بود. تقريبا نيمي از مطالعات از دستگاه FAAS و بيش از يك چهارم مطالعات از دستگاه ICP-OES براي اندازه گيري عناصر سنگين استفاده كردند. براي اندازه گيري غلظت آرسنيك در خاك ها 19 درصد از مطالعات و براي اندازه گيري كادميم 45 درصد از مطالعات از دستگاه FAAS استفاده كردند كه نتايج آنها قابل اطمينان نيست. حدود 72 درصد از مطالعات از هيچ نمونه كنترل كيفي استفاده نكردند و فقط در 21/1 درصد از مطالعات براي بررسي صحت نتايج تجزيه از CRM استفاده شده است. در 80/2 درصد از مطالعات اشارهاي به تعداد تكرار تجزيه يا انحراف استاندارد براي نتايج نشده بود. در 82/6 درصد از مطالعات حد تشخيص يا حد كميسازي براي روش يا دستگاه مورد استفاده ارائه نشده بود. در مجموع كنترل كيفيت تجزيه مطالعات عناصر سنگين در خاك هاي ايران رضايت بخش نبوده و لازم است نويسندگان، داوران و سردبيران نشريات علمي به توصيه هايي كه درباره معيارهاي كنترل كيفيت تجزيه در اين مقاله ارائه شده است توجه كنند و در فرايند انتشار داده هاي عناصر سنگين چك ليستي كه در اين پژوهش براي معيارهاي كنترل كيفيت تجزيه تهيه شده است را در نظر گيرند. بررسي نتايج مطالعات نشان داد در هر سه كاربري كشاورزي، شهر و صنعتي بيشترين تعداد نمونه خاك و تعداد مطالعه براي تعيين غلظت سرب و روي و كمترين تعداد براي اندازه گيري غلظت كبالت و آرسنيك تجزيه شد. در خاك هاي كشاورزي ايران ميانگين وزني غلظت آرسنيك 10/8 (دامنه ND - 1900 ) ، كادميم 0/37 (دامنه ND - 365 ) كبالت 19/9 (دامنه 2/4- 519 ) ، كروم 88/6 (دامنه 0/04 - 204 ) ...