تعريف الودگي خاک:

 

 

خاک يکي از منابع مهم و ارزشمند طبيعت است. بدون داشتن خاک سالم حيات و زندگي روي زمين امکانپذير نخواهد بود. 95% غذاي انسان از زمين حاصل ميشود. برنامه ريزي براي داشتن خاکي سالم و توليد کننده لازمه بقاي انسان است. ورود مواد، ارگانيسمهاي زيستي يا انرژي به درون خاک سبب تغيير کيفيت خاک ميشود. همين مسئله باعث ميشود که خاک از حالت طبيعي خود خارج شود.
خاک از دو بخش تشکيل شده است. يکي بخش زنده خاک و ديگري بخش مرده خاک ميباشد. بخش مرده خاک شامل سنگهاي هوازده و مواد معدني حاصل از پوسيدگي گياهان و جانوران ميباشد (که مواد آلي يا هوموس ناميده ميشود) و هوا و آب نيز در اين بخش قرار ميگيرند. اما خاک زنده، خاکي است که داراي جانوران کوچک همچون حشرات و کرمها است و در آن گياهان، قارچها، باکتريها و ساير ميکروبها قرار دارند. نمونه بارز خاک 50% مواد معدني و آلي و 50% هوا و آب دارد که فضاهاي خالي موجود در خاک را پر ميکند و ارگانيسمهاي زنده خاک را نگه ميدارد.
بر اثر فعاليتهاي مختلف انساني، خاک دچار آلودگي ميشود. اکثر اين آلودگي ها بر اثر تصادف وسايل نقليه اي که مواد آلوده کننده جا به جا ميکنند، اتفاق مي افتد.
آلوده کننده هاي ديگري که سبب آلودگي خاک ميشوند شامل اتومبيلها، کاميونها و هواپيماهايي هستند که زباله جا به جا نميکنند ولي موادي از قبيل سوخت حمل ميکنند، که بر اثر ريخته شدن و خارج شدن آنها از وسيله نقليه آلودگي خاک رخ ميدهد.
عواملي مانند فعاليتهاي انساني نيز باعث آلودگي خاک ميشوند. ريختن مواد سمي مانند انواع حلالها، مواد رنگي و شوينده ها آلودگي زمين و خاک را گسترش ميدهند.
خاک ها به عنوان پالاينده هاي طبيعت محسوب مي شوند . علاوه بر اينکه تأمين کننده مواد غذايي هستند ، خاصيت تصفيه کنندگي نيز دارد . اين خاصيت خاک در اثر خواص فيزيکي آنها ( عمل نفوذ آب از منافذ ) ، خواص شيميايي آنها ( جذب سطحي و تبخير ) و خواص زيستي آنها ( تجزيه و فساد مواد آلي ) حاصل مي گردد .

زمین شناسی و زندگی گیاهی

گياهاني كه از نقطه نظر خاك شناسي محدود به موقعيتهاي بومي بسيار خاص مي باشند، مثل آنها كه در رخنمونهاي سرپانتينيتي سرشار از فلزات سنگين و باطله هاي معدني رشد مي كنند و يا گياهاني كه زمين هاي آلكالي و نمك دار (بسيار شور ) و آهكهاي سرشار از كلسيم را به عنوان رستنگاه خود انتخاب مي كنند ، فرصتهاي مطالعاتي منحصر به فردي را در اختيار محققان قرار مي دهند تا ضمن بررسي رابطه زندگي اين گياهان با عوامل زمين شناختي مربوطه ، به گونه اي مطلوب و بهينه از اين پتانسيل ها در زمينه هاي مختلف به خصوص تكنولوژيهاي زيست محيطي بهره مند شوند.

گياهاني كه در خاكهاي سرشار از فلزات رشد مي كنند بواسطه توانايي بالاي آنها در نگهداري و ذخيره فلزات به عنوان ابزاري به منظور برطرف نمودن آلودگي خاكها مورد استفاده قرار مي گيرند . در چنين مواردي حفاظت از اين گياهان خودرو و نيز بررسي و تحقيق در زمينه مكانيسم هاي بيولوژيكي كه اين گياهان را مستعد پذيرش و ذخيره سازي مقادير زيادي از برخي فلزات مي نمايد اهميت مي يابد .

متالوفيت ها :

متالوفيت معرف گونه هاي مختلف گياهي كه درمناطق سرشار از فلز رشد و نمو مي كنند مي باشد. متالوفيت ها در پژوهش هاي ژئوبوتانيك به خاطر خصوصيات ويژه اي كه دارند ، ارزش كليدي داشته و گونه هاي گياهي متنوعي را شامل مي شوند .

در بين گونه هاي مختلف متالوفيتها، آن دسته كه قابليت ذخيره سازي نوع خاصي از فلزات را دارند بيشتر مورد توجه قرار مي گيرند، به عنوان مثالAlyssum murale گونه اي است كه به عنوان اولين تكنولوژي اقتصادي در حذف و استخراج نيكل از خاكهاي آلوده و يا معادن متروكه معرفي شده است. Arabidopsis halleri گونه ديگري از متالوفيتها است كه تجمع زياد روي در آن ديده مي شود ودر واقع اين گياه نوعي Zn-hyperacumulator محسوب مي شود .

مكانيسم مورد قبول در خصوص اين استعداد ويژه در گياهان مذكور بر پايه مكانيسم هاي مولكولي است كه براي گونه هاي مختلف به صورت مجزا مورد بررسي قرار مي گيرد .

به خاطر اهميت و نقش ويژه متالوفيتها در مسائل زيست محيطي ، حفاظت از آنها كه در خلال فعاليتهاي معدني مورد تهديد انقراض قرار مي گيرند نيز ضروري به نظر ميرسد .

اين گياهان بواسطه سازگاري فوق العاده با تمركز فلزات در تكنولوژيهاي زيست محيطي در سه زمينه مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند :

1- Phytoextraction : در اين خصوص از متالوفيتهايي كه قابليت تجمع بالاي فلزات را در بافتهاي مختلف خود از جمله در واكوئل ها دارا مي باشند (hyperaccumulators) در پاكسازي خاكهاي آلوده استفاده مي كنند.

2- Phytostabilization : متالوفيت ها را براي بي تحرك كردن و تثبيت فلزات در خاك و باطله هاي معدني سرشار از فلزات آلاينده و مسموميت زا بكار مي برند.

3- Rhizofiltration : در اين تكنولوژي از متالوفيتها براي خارج كردن فلزات و آلاينده ها از آب و فاضلاب هاي صنعتي استفاده مي كنند .

متالوفيتها همچنين به عنوان پتانسيلي براي معدنكاري حائز اهميت اند . آنها در بعضي موارد نشانگرهاي ژئوبوتانيكي هستند كه مي توانند براي تعيين لايه هاي زيرسطحي سرشار از فلز در مناطقي كه مورد بررسي هاي اكتشافي مي باشند ، مهم وكليدي تلقي شوند.

مطالبی در مورد خاک

خاک‌ها مخلوطی از مواد معدنی و آلی می‌باشند که از تجزیه و تخریب سنگ‌ها در نتیجه هوازدگی بوجود می‌آیند که البته نوع و ترکیب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق می‌کند. مقدار آبی که خاک‌ها می‌توانند بخود جذب کنند. از نظر کشاورزی و همچنین در کارخانه‌های راه‌سازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دانه‌های خاک دارد.
هرچه دانه خاک ریزتر باشد، آب بیشتری را به خود جذب می‌کند که این خصوصیت برای کارهای ساختمان‌سازی مناسب نیست. بطور کلی خاک خوب و حد واسط از دانه‌های ریز و درشت تشکیل یافته است. تشکیل خاک‌ها به گذشت زمان ، مقاومت سنگ اولیه یا سنگ مادر ، آب و هوا ، فعالیت موجودات زنده و بالاخره توپوگرافی ناحیه‌ای که خاک در آن تشکیل می‌شود بستگی دارد.
●عوامل موثر در تشکیل خاک
▪سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر :
کمیت و کیفیت خاک‌های حاصل از سنگ‌های مختلف اعم از سنگهای آذرین ، رسوبی و دگرگونی به کانی‌های تشکیل دهنده سنگ ، آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکاتهای دارای آلومینیوم و همچنین سنگهای فسفاتی از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد. در صورتیکه خاک‌هایی که از تخریب سنگ‌های دارای کانی‌های مقاوم (از قبیل کوارتز و غیره) در اثر تخریب شیمیایی پدید آمده‌اند و غالبا شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند.
▪ارگانیسم :
تمایز انواع خاک‌ها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. نیتروژن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن‌دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاک‌ها بوسیله برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود. خاک‌ها معمولا دارای یک نوع مواد آلی کربن‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده می‌شوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید.
▪زمان :
قدر مدت عمل تخریب کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام می‌گیرد. زمان تخریب کامل بسته به نوع سنگ ، ساخت و بافت سنگ‌ها و نیز ترکیب و خاصیت تورق کانی‌ها متفاوت می‌باشد ولی بطور کلی سنگهای رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل می‌شوند، در صورتیکه سنگهای آذرین مدت زمان بیشتری لازم دارند تا تجزیه کامل در آنها صورت گرفته و به خاک تبدیل گردند.
▪آب و هوا :
فور آب‌های نفوذی و عوامل آب و هوا از قبیل حرارت ، رطوبت و غیره در کیفیت خاک‌ها اثر بسزایی دارند. جریان آبهای جاری بخصوص در زمین‌های شیب‌دار موجب شستشوی خاک‌ها می‌شوند و با تکرار این عمل مقدار مواد معدنی و آلی بتدریج تقلیل می‌یابد. اثر تخریبی اتمسفر همانطور که قبلا بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد.
▪توپوگرافی محل تشکیل خاک :
اگر محلی که خاک‌ها تشکیل می‌شوند دارای شیب تند باشد در نتیجه مواد تخریب شده ممکن است بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری باعث تقلیل مواد معدنی و آلی خاک‌ها شود در نتیجه این منطقه خاک‌های خوب تشکیل نخواهند شد. ولی برعکس در محل‌های صاف و مسطح که مواد تخریب شده بسادگی نمی‌توانند به جای دیگری حمل شوند فرصت کافی وجود داشته و فعل و انفعالات بصورت کامل انجام می‌پذیرد.
●مواد تشکیل دهنده خاک‌ها
موادی که خاک‌ها را تشکیل می‌دهند به چهار قسمت تقسیم می‌شوند :
▪مواد سخت :مواد سخت را ترکیبات معدنی تشکیل می‌دهند ولی ممکن است دارای مقداری مواد آلی نیز باشند. البته این ترکیبات معدنی از تخریب سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر حاصل شده‌اند که گاهی اوقات همراه با مواد تازه کلوئیدی و نمک‌ها می‌باشند.
▪موجودات زنده در خاک‌ها :تغییراتی که در خاک‌ها انجام می‌پذیرد بوسیله موجودات زنده در خاک انجام می‌گیرد. قبل از همه ریشه گیاهان ، باکتری‌ها ، قارچها ، کرم‌ها و بالاخره حلزون‌ها در این تغییرات شرکت دارند.
▪آب موجود در خاک‌ها :آبی که در خاک وجود دارد حمل مواد حل‌شده را به عهده دارد که البته این مواد حمل شده برای رشد و نمو گیاهان به مصرف می‌رسد. آب موجود در خاک‌ها از باران و آبهای نفوذی ، آب جذب شده و بالاخره آبهای زیرزمینی تشکیل شده که در مواقع خشکی از محل خود خارج شده و بمصرف می‌رسد.
▪هوای موجود در خاک :هوا همراه با آب در خوه‌های خاک‌ها وجود دارد که البته این هوا از ضروریات رشد و نمو گیاهان و ادامه حیات حیوانات می‌باشد. مقدار اکسیژنی که در این هوا وجود دارد از دی اکسید کربن کمتر است و این بدان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن پس می‌دهند.
●تقسیم‌بندی خاک‌ها از لحاظ سنگ‌های تشکیل دهنده
بر حسب دانه‌های تشکیل دهنده خاک و هم‌چنین شرایط میزالوژی و پتروگرافی زمین خاک‌های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :
▪خاک رسی :ذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از ۰.۰۰۲ میلی‌متر می‌باشند و در حدود ۵۰% خاک را تشکیل می‌دهند.
خاک‌های رسی چون دارای دانه‌های بسیار ریزی هستند به خاک سرد معروفند و در مقابل رشد گیاهان مقاومت نشان داده و رشد آنها را محدود می‌کنند.
▪خاک‌های سیلتی :
۵۰% این نوع خاک‌ها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین ۰.۰۵ تا ۰.۰۰۲ میلی‌متر می‌باشند و بر حسب اینکه ناخالصی مثل ماسه ، رس و غیره بهمراه دارند به نام خاک‌های سیلتی ماسه‌ای و یا سیلتی رسی معروفند.
▪خاک‌های ماسه‌ای :
این خاک‌ها از ۷۵% ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از ۰.۰۶ تا ۲ میلیمتر است و بر حسب اندازه دانه‌های ماسه به خاک‌های ماسه‌ای درشت ، متوسط و ریز تقسیم می‌گردند. مقدار کمی رس خاصیت خاک‌های ماسه‌ای را تغییر می‌دهد و این نع خاک آب را بیشتر در خود جذب می‌کند تا خاک‌های ماسه‌ای که فاقد رس هستند.
▪خاک‌های اسکلتی :
خاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق می‌گردد ک در حدود ۷۵% آن را دانه‌هایی بزرگتر از ۲ میلی‌متر از قبیل قلوه سنگ ، دیگ و شن تشکیل می‌دهند. این خاک‌ها ، آب را به مقدار زیاد از خود عبور می‌دهند و لذا همیشه خشک می‌باشند.
●نیم‌رخ عمومی خاک‌ها
نیم‌رخ خاک‌ها معمولا از ۳ افق A,B,C تشکیل شده است.
افق A : که به نام خاک بالایی نامیده می‌شود، فوقاتی‌ترین منطقه خاک است و این همان افقی است که رشد و نمو گیاهان در آن نفوذ می‌کنند. این افق از مواد خاکی نرم (رس) که غنی از مواد آلی و موجودات زنده میکروسکوپی است تشکیل یافته است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین غالبا برای کشاورزی مناسب می‌باشند. اکسیدهای آهن و همچنین بعضی از مواد محلول ممکن است از این منطقه به افق B برده شوند و در آنجا رسوب کنند.
افق B : قشر بین افق A و C را یک قشر دیگر تشکیل می‌دهد که به نام افق B یا خاک میانی نامیده می‌گردد. در این افق عمل تخریب و تجزیه به مراتب بیشتر از افق C پیشرفت و اثر کرده است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده می‌شوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولا از مواد رسی ، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده است. در این افق علاوه بر مواد رسی ، در آب و هوای مرطوب ، اکسیدهای آهن و همچنین مواد محلول‌تر که بوسیله آب‌های نفوذی از افق A به آنجا آورده شده‌اند دیده می‌شوند.
افق C : که به آن خاک زیرین نیز گفته می‌شود، افقی است که مواد سنگی به میزان خیلی کم تخریب و تجزیه شده‌اند و در نتیجه سنگ‌های اولیه زیاد تغییر نکرده بلکه بصورت قطعات خرد شده می‌باشند. زیر این منطقه سنگ‌های تخریب نشده یعنی سنگ اولیه قرار دارد که هیچگونه تخریب و یا تجزیه‌ای در آن صورت نگرفته است.