مواد شیمیایی موجود در کودهای مبتنی بر فاضلاب ممکن است سال ها در خاک زمین کشاورزی باقی بمانند

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

مهندسان یو.

بیوسولیدها لجن فاضلاب تصفیه شده هستند، یعنی فاضلاب آشپزخانه های خانگی، اتاق های رختشویی و حمام که برای ایجاد یک محصول مناسب برای استفاده مفید پردازش شده است.

حدود 80 درصد از جامدات زیستی تولید شده در استرالیا در زمین‌های کشاورزی مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند زیرا مواد مغذی و مواد آلی ارزشمندی را فراهم می‌کنند که می‌تواند کیفیت خاک را بهبود بخشد و از رشد گیاه حمایت کند.

با این حال، بیوسولیدها همچنین می توانند حاوی آثاری از مواد شیمیایی باشند که از فعالیت های روزمره خانگی مانند شستشو، تمیز کردن و مصرف دارو وارد سیستم می شوند.

مطالعه جدیدی که توسط محققان UNSW انجام شد، بررسی کرده است که با استفاده از جامدات زیستی در زمین‌های کشاورزی چه اتفاقی برای برخی از این مواد شیمیایی می‌افتد، از جمله اینکه چقدر می‌توانند در محیط باقی بمانند و آیا غلظت آنها می‌تواند روی گیاهان و حیوانات تأثیر بگذارد.

یافته‌های آنها که در مجله مواد خطرناک منتشر شده است، چارچوبی برای شناسایی آلاینده‌هایی ارائه می‌کند که ممکن است نیاز به توجه دقیق‌تری داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که تنظیم‌کننده‌ها می‌توانند به حمایت مفید از بیوسولیدها ادامه دهند.

دنیس اوکارول، استاد آزمایشگاه تحقیقات آب در دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست UNSW، می‌گوید: «این مهم است که بیوسولیدها می‌توانند همچنان در زمین اعمال شوند تا به عنوان کود عمل کنند و مواد مغذی را وارد خاک کنند.

«آنچه که این تحقیق نشان داده این است که برخی از آلاینده‌های بالقوه نگران‌کننده به دلیل غلظت آنها یا نحوه ماندگاری آنها در خاک وجود دارد.

و ما امیدواریم که این کار بتواند اولین گام در یک برنامه چند مرحله ای برای کاهش مشکل باشد."

نکته مهم، این مطالعه یک ارزیابی غربالگری محیطی است.

این نشان نمی دهد که مواد شیمیایی مورد بررسی به مزارع آسیب می رسانند، مواد غذایی که با استفاده از بیوسولیدها رشد می کنند ناامن هستند یا اینکه افراد در معرض سطوح مضر آلاینده ها قرار دارند.

با این حال، محققان چندین ماده شیمیایی را شناسایی کردند که می توانند ماه ها یا حتی سال ها در خاک باقی بمانند. اینها شامل برخی از مواد پر و پلی فلوروآلکیل (PFAS)، کاربامازپین (دارویی که برای درمان بیماری هایی مانند صرع استفاده می شود)، تری کلوکاربان و تریکلوزان (مواد شیمیایی ضد میکروبی در محصولات مراقبت شخصی) و گالاکسولید و تونالید (مواد شیمیایی معطر) هستند.

دکتر کالوین هه، نویسنده مقاله، می گوید: «هرگاه مردم توالت خود را بیرون می کشند یا آب آن ها به داخل سینک می رود، تمام آن در نهایت به یک تصفیه خانه فاضلاب ختم می شود.

این فاضلاب را می توان تصفیه کرد و بیوسولید حاصل را می توان به عنوان کود در زمین های کشاورزی استفاده کرد. اما اگر هنوز آلاینده ها وجود داشته باشند، می توانند در خاک باقی بمانند.

اگرچه بیوسولیدها دارای مزیت واقعا شگفت انگیزی هستند که سرشار از کربن، نیتروژن و فسفر هستند، اما یک نقطه ضعف نیز وجود دارد که شما به طور بالقوه از این آلاینده ها استفاده می کنید.

برای مطالعه خود، تیم UNSW 47 ماده شیمیایی، از جمله داروها، محصولات مراقبت شخصی، مواد شیمیایی صنعتی، هورمون ها و سایر موادی را که قبلا در بیوسولیدها شناسایی شده بودند، مورد بررسی قرار دادند.

اینها شامل داروهای رایج، ترکیبات ضد میکروبی موجود در برخی از محصولات مراقبت شخصی و مواد شیمیایی مورد استفاده در کاربردهای صنعتی و مصرفی است.

این 47 ماده، انتخاب کوچکی از صدها ماده شیمیایی شناخته شده در بیوسولیدها را نشان می دهد. محققان به جای تلاش برای ارزیابی هر آلاینده احتمالی، بر روی ترکیباتی تمرکز کردند که می‌توانستند برای بررسی یا تنظیم بیشتر کاندید شوند.

این تیم به جای انجام آزمایش‌های جدید در زمین‌های کشاورزی، یافته‌های مطالعات علمی موجود را برای ارزیابی رفتار مواد شیمیایی گردآوری کرد.

آنها سه سوال اصلی را بررسی کردند: پس از اعمال جامدات زیستی به زمین، یک ماده شیمیایی احتمالا کجا می رود. چه مدت احتمال دارد در محیط باقی بماند؛ و اینکه آیا غلظت های گزارش شده در جامدات زیستی می تواند در رابطه با گیاهان و حیوانات نگران کننده باشد.

برخی از مواد شیمیایی بیشتر در خاک باقی می مانند، در حالی که برخی دیگر ممکن است در آب حل شوند و به آب های زیرزمینی یا آبراه های مجاور منتقل شوند. رفتار آنها به عواملی مانند دما، رطوبت و وجود یا عدم وجود اکسیژن نیز بستگی دارد.

درک این تفاوت‌ها مهم است زیرا به تعیین مکان نظارت و مسیرهای محیطی که ممکن است نیاز به توجه داشته باشند کمک می‌کند.

"سوال اول این بود که وقتی این مواد شیمیایی به صورت جامدات زیستی روی زمین اعمال می شوند چه اتفاقی می افتد. آیا آنها به آب های زیرزمینی می روند؟ آیا در جو تبخیر می شوند یا فقط در خاک می مانند؟

دومی این بود که هر ماده شیمیایی چقدر در محیط باقی می ماند؟

این مطالعه تنوع قابل توجهی را بین مواد شیمیایی نشان داد.

برخی نسبتا سریع تجزیه می شوند، در حالی که برخی دیگر می توانند ماه ها یا در برخی موارد به میزان قابل توجهی بیشتر در خاک یا آب باقی بمانند. دانستن این مهم است زیرا مواد شیمیایی که باقی می مانند ممکن است در صورت استفاده مکرر از بیوسولیدها فرصت بیشتری برای تجمع داشته باشند.

محققان غلظت های گزارش شده در جامدات زیستی را با معیارهای علمی موجود برای تأثیرات بر موجودات زنده مانند جلبک ها و حیوانات کوچک آبزی مقایسه کردند. این معیارها غلظت‌هایی را نشان می‌دهند که کمتر از آن هیچ اثر نامطلوب قابل اندازه‌گیری در آزمایش‌های خاص مشاهده نشد.

مقایسات به عنوان یک ابزار غربالگری محافظه کارانه برای شناسایی مواد شیمیایی که ممکن است مستلزم بررسی دقیق تر باشد در نظر گرفته شده است. آنها اندازه گیری قرار گرفتن در معرض انسان یا ارزیابی ایمن بودن خوردن غذای رشد یافته در زمین های تصفیه شده با بیوسولید نیستند.

این تیم دریافتند که غلظت‌ها بین تصفیه‌خانه‌های فاضلاب به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است و نیاز به نظارت بر مکان‌های خاص را به جای فرض اینکه همه بیوسولیدها دارای مشخصات شیمیایی یکسانی هستند، تقویت می‌کند.

محققان می گویند کار بیشتر، از جمله آزمایش جامدات زیستی واقعی و خاک در شرایط محلی، برای درک بهتر این که کدام مواد شیمیایی یک نگرانی زیست محیطی معنادار است، مهم خواهد بود.

هدف از این تحقیق کمک به شناسایی مکان‌هایی است که بررسی و مدیریت بیشتر ممکن است مفیدتر باشد، به جای اینکه مانع استفاده از جامدات زیستی در کشاورزی شود.

اوکارول می‌گوید در صورت یافتن مواد شیمیایی خاص که باعث نگرانی می‌شوند، راه‌های بالقوه‌ای برای مدیریت آلاینده‌ها وجود دارد، از جمله تغییر فرآیندهای تصفیه فاضلاب، تغییر نحوه اعمال بیوسولیدها به زمین و کاهش استفاده از مواد شیمیایی خاص در منبع آنها.

وی گفت: "گزینه های مدیریتی وجود دارد که می توان آنها را به طور بالقوه اعمال کرد. طراحی تصفیه خانه های فاضلاب را می توان اصلاح کرد، یا عملکرد آنها را می توان کمی تغییر داد تا در صورت نیاز حذف مواد شیمیایی خاص بهینه شود."

"اگر چند آلاینده منتخب نگران کننده وجود داشته باشد، اینها مواردی هستند که باید نحوه مدیریت آنها را بیابیم. تعدادی گزینه وجود دارد، از جمله به حداقل رساندن استفاده از آن مواد شیمیایی در محصولات در وهله اول، اما همچنین گزینه هایی در پایین دست."

کالوین هه و همکاران، سرنوشت و تداوم آلاینده‌های شیمیایی در حال ظهور پس از کاربرد بیوسولیدها در زمین: ارزیابی خطر سطح غربالگری، مجله مواد خطرناک (2026). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2026.143937

اطلاعات مجله: مجله مواد خطرناک

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →