Status of Heavy Metal Concentration in Soils of Different Pollution Hotspots of Kashmir Valley

فلزات سنگین در حال حاضر به دلیل استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی کشاورزی (کودها، آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها)، ضایعات صنعتی، ضایعات شهری (فضولات و لجن)، کود دامی و کوره‌های آجرپزی نگرانی‌های زیست‌محیطی زیادی ایجاد کرده‌اند. علاوه بر این، بارش هوایی ناشی از صنایع مختلف تولیدی، کارخانه‌های سیمان و دود و گاز خروجی خودروها ممکن است باعث افزایش غلظت فلزات سنگین به ویژه Cd، Fe، Mn، Pb، Cu، Zn و Ni در محیط زیست به ویژه در سیستم خاک شود. هدف از این مطالعه، تعیین غلظت این فلزات سنگین و بررسی ارتباط بین ویژگی‌های فیزیکی-شیمیایی و جمعیت میکروبی با غلظت فلزات سنگین بود. بنابراین، یک بررسی خاک در ماه نوامبر ۲۰۱۹ در پنج مکان (نقاط داغ) منطقه کشمیر انجام شد، مانند: لاسیپورا، پامپور، خرو، سرینگر و بودگام.روش نمونه‌برداری تصادفی خاک با استفاده از GPS انجام شد. نمونه‌های خاک برای غلظت فلزات سنگین، pH، هدایت الکتریکی (EC)، ماده آلی (O.C)، چگالی ظاهری (BD)، بافت و شمار میکروبی کل قابل زیست شامل باکتری‌ها، قارچ‌ها و اکتینومیست‌ها تحلیل شدند. نتایج نشان داد که غلظت فلزات سنگین در مناطقی که بسیار نزدیک به صنایع هستند و در آن‌ها مقدار زیادی کود شیمیایی به ویژه در محصولات سبزیجات، زعفران و باغ‌های سیب اضافه می‌شود، بیشتر است.مقدار متوسط عناصر آهن، روی، منگنز، مس، نیکل، سرب و کادمیوم در مورد محل ۱ (لسیپورا) به ترتیب ۳۹.۷۷ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۱۳ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۹.۹۵ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۲.۰۵ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۲.۱۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۵۱ میلی‌گرم بر کیلوگرم و ۰.۵۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است. در مورد محل ۲ (پامپور)، مقادیر متوسط به ترتیب ۲۵.۰۹ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۰.۹۹ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۸.۴۷ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۰۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۰.۸۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۳۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم و ۰.۱۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است. در مورد محل ۳ (خرو)، مقادیر متوسط به ترتیب ۱۱.۸۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۰.۸۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۴.۵۹ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۹۴ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۷۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۲۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم و ۱.۰۴ میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است. در مورد محل ۴ (سریناگر)، مقادیر متوسط به ترتیب ۲۶.۲۱ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۲.۰۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۷.۱۶ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۲.۴۵ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۹۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۰۲ میلی‌گرم بر کیلوگرم و ۱.۷۷ میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است. در مورد محل ۵ (بودگام)، مقادیر متوسط به ترتیب ۲۰.۲۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۶۹ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۸.۳۳ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۹۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۱.۷۸ میلی‌گرم بر کیلوگرم، ۲.۰۴ میلی‌گرم بر کیلوگرم و ۰.۶۴ میلی‌گرم بر کیلوگرم بوده است.غلظت فلزات سنگین به ترتیب Fe > Mn > Cu > Zn > Pb > Ni > Cd بود. این مقادیر به طور معنی‌داری (p<0.05) با ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاک (pH، EC، O.C، BD و بافت) و جمعیت کلی میکروبی قابل زیست (باکتری‌ها، قارچ‌ها و اکتینومیست‌ها) مرتبط بودند. این مطالعه اطلاعات پایه ارزشمندی در مورد غلظت‌های فلزات سنگین در این خاک‌ها که تحت تأثیر محصولات جانبی صنعتی، آب آبیاری آلوده برای اهداف کشاورزی و استفاده بیش از حد از کودها قرار دارند، ارائه خواهد داد. بنابراین، پایش منظم این فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی، آفت‌کش‌ها و فاضلاب‌ها برای جلوگیری از تجمع بیش از حد آنها در خاک ضروری است.

Heavy metals are currently of much environmental concern due to excessive use of agrochemicals (fertilizers, pesticides and herbicides), Industrial by-products, Municipal wastes (sewage and sludge), Animal manure, Brick Kilns. In addition to, aerial fallout from various manufacturing industries, Cement factories, and automobile exhaustion may lead to increase in the concentration of heavy metals particularly Cd, Fe, Mn, Pb, Cu, Zn and Ni in the environment particularly in soil system. The objective of the study was to find out the concentration of these heavy metals and to correlate physico-chemical properties and Microbial population with heavy metal concentration, consequently a soil survey was conducted in the month of November, 2019 at five locations (hot spots) of Kashmir division like, Lassipora, Pampore, Khrew, Srinagar and Budgam. GPS handled Random soil sampling method was used. The soil samples were analyzed for their heavy metal concentrations, pH, EC, O.C, BD, Texture and Total Viable Microbial count viz; Bacteria, Fungi and Actinomycetes.
The results indicated that heavy metal concentrations were more in those areas which are very close to the industries and in which large amount of agrochemicals are being added particularly in Vegetable crops, saffron and apple orchids. The mean values of Iron, Zinc, Manganese, Copper, Nickel, Lead and Cadmium in case of location 1 (Lassipora) were 39.77 mg/kg, 1.13 mg/kg, 9.95 mg/kg, 2.05 mg/kg, 2.16 mg/kg, 1.51 mg/kg and 0.56 mg/kg respectively, in case of location 2 (Pampore), the mean values were 25.09 mg/kg, 0.99 mg/kg, 8.47 mg/kg, 1.06 mg/kg, 0.86 mg/kg, 1.38 mg/kg and 0.18 mg/kg, in case of location 3 (Khrew), the mean values were 11.88 mg/kg, 0.82 mg/kg, 4.59 mg/kg, 1.94 mg/kg, 1.72 mg/kg, 1.28 mg/kg and 1.04 mg/kg, in case of location 4 (Srinagar), the mean values were 26.21 mg/kg, 2.08 mg/kg, 7.16 mg/kg, 2.45 mg/kg, 1.92 mg/kg, 1.02 mg/kg and 1.77 mg/kg and in case of location 5 (Budgam), the mean values were 20.20 mg/kg, 1.69 mg/kg, 8.33 mg/kg, 1.90 mg/kg, 1.78 mg/kg, 2.04 mg/kg and 0.64 mg/kg, respectively.
Heavy metal concentrations followed the order Fe > Mn > Cu > Zn > Pb > Ni > Cd. These were significantly related (p<0.05) with soil physico-chemical properties (pH, EC, O.C, BD and Texture) and Total Viable Microbial population (Bacteria, Fungi and Actinomycetes). This study will provide valuable base line information of these heavy metal concentrations in these soils affected by industrial by-product, contaminated irrigation water for agricultural purposes and excessive use of fertilizers. Hence regular monitoring of these heavy metals from industrial effluents, agrochemicals and sewage, is essential to prevent their excessive build up in soil.