تقييم تلوث مياه ورواسب شط العرب بالعناصر الثقيلة: دراسة أكاديمية لإدارة جودة مياه الري

• عنوان لاطروحة الأصلي كاملاً: دراسة السلوك الفيزيوكيميائي للعناصر المعدنية الملوثة لمياه ورواسب شط العرب. تلوث مياه بالعناصر الثقيلة
• اسم الباحث: بشار جبار جمعه الصباح
• الدرجة العلمية (ماجستير / دكتوراه): دكتوراه فلسفة في علوم التربة والمياه (كيمياء تربة ومياه)
• الجامعة والكلية: جامعة البصرة – كلية الزراعة
• سنة المناقشة: 2007 م

مقدمة

تعد البيئة المائية من أهم ركائز الأمن الغذائي والتنمية الزراعية المستدامة في محافظة البصرة والمناطق المجاورة لها. وبناءً على ذلك، يمثل نهر شط العرب الشريان الحيوي الرئيسي لتجهيز الأراضي الزراعية بمياه الري اللازمة لنمو المحاصيل. بالمقابل، يواجه هذا المجرى المائي تحديات بيئية خطيرة للغاية بسبب تدفق الملوثات المتنوعة من مصادر صناعية وبشرية متعددة. وتشمل هذه المطروحات مخلفات معمل الورق ومحطات توليد الطاقة الكهربائية ومياه الصرف الصحي غير المعالجة. نتيجة لذلك، تدهورت نوعية المياه بشكل حاد وارتفعت مستويات الأملاح الذائبة والعناصر المعدنية الثقيلة السامة.

لتجنب هذه المشكلة الكبيرة، يحتاج المزارع الميداني والباحث الأكاديمي إلى فهم عميق لخصائص المياه وجاهزية هذه الملوثات. وتؤدي زيادة تركيز عناصر مثل الرصاص والنيكل والكادميوم والنحاس في مياه الري إلى تراكمها في التربة. علاوة على ذلك، تنتقل هذه المعادن مباشرة إلى أنسجة النباتات مسببة سمية حادة للمحاصيل وتهديداً مباشراً لصحة الإنسان. وبالإضافة إلى ذلك، تتسبب الملوحة المرتفعة في تخريب بناء التربة ونفاذيتها وتدني كفاءتها الإنتاجية بشكل فادح. لهذا السبب، تكتسب هذه الأطروحة الأكاديمية أهمية استثنائية لكونها تقدم تقييماً شاملاً للمياه والرواسب. وبناءً على ذلك، يستطيع المستثمرون والمزارعون تبني خطط إدارية واعية لحماية حقولهم وضمان سلامة منتجاتهم بأمان تام.

تلوث مياه بالعناصر الثقيلة

يمثل تلوث البيئة المائية بالعناصر الثقيلة السامة تهديداً خطيراً للأمن المائي والزراعي في المناطق المروية. وبناءً على ذلك، تتدفق هذه الملوثات المعدنية الخطيرة كالكادميوم والنيكل والرصاص والنحاس من مصادر تلوث متباينة وغير معالجة بانتظام. نتيجة لذلك، يؤدي تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة والنفايات الصناعية إلى تدهور حاد في نوعية المياه السطحية. علاوة على ذلك، تفوق تركيزات هذه العناصر في الكثير من الأحيان الحدود الآمنة المسموح بها للاستهلاك البشري أو الري. لتجنب هذه المشكلة الكبيرة، يجب تقييم السلوك الفيزيوكيميائي لهذه المعادن بدقة للحد من مخاطرها البيئية الكارثية.

وبالمثل، تتباين صور وأشكال تواجد العناصر الثقيلة في المياه بين الحالة الذائبة الحرة أو الممسوكة على المواد العالقة. وبناءً على ذلك، تلعب العوامل البيئية كدرجة الحرارة والملوحة والأس الهيدروجيني دوراً حاسماً في تنظيم جاهزية هذه العناصر وحركتها. بالمقابل، تترسب هذه الأيونات المعدنية بسرعة في القاع لتتراكم داخل الرواسب وتتحول إلى مصدر تلوث مستمر. نتيجة لذلك، تنتقل السموم المعدنية مباشرة إلى السلسلة الغذائية وتتراكم في أنسجة النباتات والأسماك والأحياء المائية. ومن ثم، يتطلب الحفاظ على البيئة النهرية تطبيق معالجات أولية صارمة لجميع مياه الصرف الصناعي والمنزلي.

مصادر التلوث المعدني في مجرى شط العرب

يتأثر مجرى نهر شط العرب وروافده بمصادر تلوث متعددة تطرح فضلاتها السائلة دون معالجة مسبقة. وبناءً على ذلك، يمثل معمل الورق في الدير ومحطتا توليد الكهرباء الحرارية في الهارثة والنجيبية مصادر صناعية رئيسية للملوثات. بالإضافة إلى ذلك، تسهم مستشفيات البصرة والمخلفات السكنية ومياه المبازل الزراعية في رفد النهر بكميات كبيرة من المعادن السامة. نتيجة لذلك، تسجل المواقع القريبة من أنابيب الطرح هذه أعلى معدلات لتركيز النيكل والرصاص والنحاس بوضوح. لتجنب هذه المشكلة، يتوجب على المؤسسات الصناعية تشغيل وحدات معالجة فعالة للحد من تصريف هذه المعادن السامة.

أثر الملوحة والحرارة في سلوك الأيونات الملوثة

تؤثر التغيرات الموسمية ودرجات الحرارة بشكل مباشر في السلوك الفيزيوكيميائي للأيونات المعدنية الثقيلة داخل النظام المائي. وبناءً على ذلك، ترتفع تركيزات العناصر الثقيلة معنوياً في المياه خلال أشهر الصيف الحارة نتيجة لزيادة معدل التبخر. بالمقابل، تسهم عمليات التحلل العضوي السريع في خفض قيم الأس الهيدروجيني وتسهيل تحرر المعادن من الرواسب. علاوة على ذلك، تؤثر ظاهرتي المد والجزر في حركة وانتشار الأملاح الذائبة والمواد العالقة الحاملة للسموم. نتيجة لذلك، يزداد خطر امتصاص هذه العناصر من قبل الأحياء المائية والهائمات النباتية خلال مواسم الجفاف.

ندعو جميع المهندسين الزراعيين، وخبراء جودة المياه، والباحثين في علوم التربة إلى فتح وتحميل هذه الأطروحة العلمية المتميزة بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، ستكتشفون في طيات الفصول جداول إحصائية دقيقة ومعادلات رياضية متقدمة تصف حركة وانتشار العناصر الثقيلة. بناءً على ذلك، يمثل هذا العمل الأكاديمي مرجعاً تطبيقياً حاسماً لتصميم نماذج ري آمنة وحماية البيئة الزراعية بتميز.

اقرأ ايضا : الاستصلاح الحيوي للترب الملوثة بالهيدروكاربونات النفطية والمتأثرة بالملوحة

ملخص الدراسة

أجرى الباحث دراسة حقلية ومختبرية متكاملة لتقييم السلوك الفيزيوكيميائي للعناصر المعدنية الثقيلة في مياه ورواسب شط العرب. وبناءً على ذلك، تم جمع عينات مياه ورواسب من عشر محطات مختلفة خلال موسمين متباينين بانتظام. وشملت الفحوصات تقدير العكارة والأملاح الذائبة الكلية والتوصيل الكهربائي ورطوبة التربة بوضوح. وأظهرت النتائج أن مياه شط العرب تصنف عموماً كصنف مياه ري غير صالحة للأغراض الزراعية. بالمقابل، كشفت النتائج عن تباين كبير في تركيز وتوزيع المعادن الثقيلة في الرواسب والمياه.

كذلك اختبر الباحث توزيع صور العناصر الثقيلة في مفصولات الرواسب المعدنية والعضوية بدقة. وأثبتت الدراسة إمكانية استخدام معادلتي لانكومير وفروندلج لوصف سلوك امتزاز هذه المعادن من قبل الرواسب. وحلت الدراسة قيم معامل الانتشار لترتيب انتشار العناصر الثقيلة بين الطورين السائل والصلب. وسجلت قدرة الرواسب على الامتزاز ترتيباً تصاعدياً تفوق فيه النحاس يليه الرصاص والمنغنيز والزنك والحديد والنيكل والكادميوم. علاوة على ذلك، تراوحت قيم طاقة الربط للمركبات الممتزة بين واحد فاصلة عشرين واثنين فاصلة واحد وسبعين. ونتيجة لذلك، توصي الدراسة بتبني هذه المعادلات التنبؤية لتقدير حركة الملوثات وحماية التربة من التدهور البيئي.