آرسنیک در خاک

آرسنیک در خاک:

چکیده:
توسعه فعالیت های صنعتی در دنیا، به ویژه در چند دهه اخیر، به گسترش آلودگی های زیست محیطی منجر شده است. آلودگی خاک همواره یکی از خطرناک ترین تهدیدات زیست محیطی برای زندگی بشر، گونه های جانوری و گیاهی به شمار می رود. فلزات سنگین هم چون آرسنیک از جمله عناصر بالقوه خطرناک در ایجاد آلودگی خاک محسوب می شوند. این مواد به طرق گوناگون به بدن انسان وارد می شوند و تاثیرات شدیدی را ایجاد می کنند. آرسنیک یک شبه فلز سمی و غیر ضروری برای گیاه است که در طبیعت همراه با عناصر دیگری مانند طلا، آنتیموان، مس و جیوه یافت می‎شود. سنگ‎های مادری غنی از آرسنیک و آتشفشان ها از منابع طبیعی و استخراج معادن، سوزاندن زغال سنگ و استفاده از حشره‎کش‎ها و علف‎کش‎های با ترکیبات آرسنیکی منابع مهم مصنوعی تولید آرسنیک در آب و خاک می‎باشند. انسان از طریق آلودگی آب آشامیدنی و مصرف مواد غذایی تهیه شده از خاک‎های آلوده به آرسنیک در معرض ابتلای به آن قرار می‎گیرد. آرسنیک یکی از سموم مهم محیطی است که توانایی تجمع در گیاهان و جانوران را داشته و از طریق زنجیره غذایی به انسان منتقل می شود. مسمومیت به آرسنیک باعث ایجاد اختلالات جسمی مانند ضعف عضلانی، ایجاد تومور های بدخیم و مختل شدن خون رسانی به اندام ها در انسان می شود. شرایط زمین شناسی، ساختاری و زیست محیطی تاثیر به سزایی در آزادسازی آرسنیک و در دسترس قرارگرفتن آن دارد. عوامل دیگری مانند pH، فعالیتهای میکروبی، پتانسیل احیاء، نوع کانی و نحوه تشکیل آن نیز در این امر بسیار مؤثر می باشند.

مقدمه:

آرسنیک یکی از مهم ترین عناصر کمی و سرطان زا می باشد. آرسنیک در خاک و آبهای سطحی و زیرزمینی بسیاری از کشورها مشاهده شده است. در کشور ما نیز آلودگی منابع خاک به آرسنیک در مناطقی از استان های کردستان و آذربایجان گزارش شده است. آلودگی منطقه چلپو کاشمر (واقع در شمال استان خراسان) نیز در مطالعاتی که محققین در سال های گذشته انجام داده اند به اثبات رسیده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان گیاه پالایی آرسنیک توسط گیاه نی (Phragmites australis) بود. بدین منظور در قدم اول آرسنیک در خاک و قسمت های مختلف گیاه (ساقه، برگ، ریشه و ریزوم) در پنج ایستگاه واقع در منطقه آلوده چلپو اندازه گیری گردید. سپس به منظور بررسی پاسخهای فیزیولوژیکی گیاه نی در برابر بیش انباشت آرسنیک میزان عناصر فسفر، سدیم، پتاسیم، آهن، کلسیم، منگنز، منیزیم و روی و کلروفیل a، کلروفیل b و کارتنوئیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گوآیکول پراکسیداز و محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه و بخش هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک و گیاهان شاهد اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق در فاز اول حاکی از غلظت بالای آرسنیک محلول در خاک و گیاهان نی می باشد. میزان پتاسیم، آهن، کلسیم و منگنز در بخش هوایی و آهن در بخش هوایی و ریشه گیاهان آلوده به آرسنیک نسبت به گیاهان شاهد به صورت معنی داری افزایش یافت (05/0>P). افزایش 85/6 و 5/3 برابری آهن به ترتیب در بخش هوایی و ریشه های گیاه نی همگام با افزایش بیش انباشت آرسنیک در ایستگاههای مختلف مشاهده شد. میزان فسفر، سدیم، منیزیم و روی در بخش هوایی و ریشه و پتاسیم، کلسیم و منگنز در ریشه گیاهان آلوده به آرسنیک کاهش یافت. عدم وجود کلروز و نکروز بافتی در برگهای گیاهان آلوده به آرسنیک و افزایش 72/2 برابری کلروفیل b ، نسبت بین کلروفیل a به b  و افزایش 33 برابری کاروتنوئیدها در این گیاهان نسبت به گیاهان شاهد نشان داده شده است. همچنین میزان آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گوآیکول پراکسیداز و محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه و بخش هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک به صورت معنی داری افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمایشات مختلف حاکی از افزایش پاسخ های فیزیولوژیکی در ایجاد سازگاری به آرسنیک در ریشه و قسمت های هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک و به دنبال آن بردباری این گیاه به آرسنیک می باشد. در نتیجه می توان این گیاه را گونه ای بردبار به آرسنیک معرفی کرد. کشت نی در مقیاس گسترده می تواند باعث جذب میزان بالایی از آرسنیک در نواحی آلوده و به دنبال آن پاکسازی محیط از آرسنیک شود.

آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زنئگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند.

علامت اختصاری عنصر

بیماریهاکراتوسیز

بلک فوت

اثرات آرسنیک بر روی سلامتی:

آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زنئگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند.

خطر آلودگی با آرسنیک در اشخاص زیر بیشتر است: افرادی که با آرسنیک کار می کنند، کسانی که زیاد شراب می نوشند، کسانی که در مزارعی کار می کنند که در آنجا کودهای آرسنیک دار مصرف می شود.

قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب ایجاد عوارض مختلفی مانند سوزش معده و روده، کاهش تولید سلولهای قرمز و سفید خون، تغییر پوست و سوزش ریه می شود. جذب مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی احتمال بروز سرطان و به ویژه سرطان پوست، سرطان ریه، کبد و غدد لنفاوی را افزایش می دهد.

قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب نازایی و سقط جنین در زنان می شود و در زنان و مردان باعث ناراحتیهای پوستی، کاهش مقاومت در برابر ویروسها، ایست قلبی و آسیب مغز می شود. آرسنیک غیرآلی به DNA هم آسیب می رساند.

آرسنیک آلی هم باعث سزطان می شود اما به DNAآسیب نمی رساند. اما دوز بالای آن باعث صدمات عصبی و ناراحتی معده می شود.

اثرات زیست محیطی آرسنیک:

آرسنیک به طور طبیعی به مقدار کم در زمین وجود دارد. آرسنیک در خاک و کانیها وجود دارد و می تواند از طریق گرد و غبار یا رواناب، وارد هوا و آب هم شود.

تبدیل آرسنیک به حالت محلول یا گازی بسیار مشکل است. آرسنیک ماده ای است که به طور طبیعی متحرک است و احتمال تمرکز مقدار زیادی از آن در یک محل کم است. این ویژگی بسیار خوب است اما نکته منفی آن این است که آلودگی آرسنیک گسترده است زیرا به راحتی منتشر می شود. هنگامی که آرسنیک غیرمتحرک باشد، نمی تواند به آسانی حرکت کند. به علت فعالیتهای بشری و عمدتا معدنکاری، آرسنیکهای آرسنیکهایی که در شرایط طبیعی غیر متحرک هستند متحرک شده و در بسیاری از جاهایی که در شرایط طبیعی وجود نداشتند هم یافت می شوند.

چرخه آرسنیک در اثردخالتهای بشری گستره تر شده است و به همین علت مقدار آرسنیک در محیط زیست و جانداران زنده کاهش یافته است. عمدتا آرسنیک توسط صنایع تولید کننده مس منتشر می شود اما در حین تولید سرب و روی و فعالیتهای کشاورزی هم پراکنده می شود. آرسنیک وقتی وارد محیط زیست شد، تجزیه نمی شود بنابراین این مقدار آرسنیک اضافی که در اثر فعالیتهای انسانی وارد محیط می شود، منتشر شده و در بسیاری جاها، باعث بیماری انسانها و جانوران می شود.

گیاهان آرسنیک را به آسانی جذب می کنند بنابراین ممکن است غلظت آرسنیک در غذا بالا باشد. غلظت بالا و خطرناک آرسنیک غیرآلی که در حال حاضر در آبهای سطحی موجود است، احتمال تغییرات ژنتیکی در ماهیها را افزایش می دهد. در این شرایط آرسنیک دربدن جانداران گیاهخوار آب شیرین تجمع می یابد. پرندگان ماهی هایی را می خورند که در بدن آنها آرسنیک زیادی وجود دارد و وقتی این ماهی در بدن آنها تجزیه می شود، در اثر سم آرسنیک می میرند.

آرسنیک در آب آشامیدنی:

آرسنیک شبه فلزی است خاکستری، نقره ای، زرد، بدون بو و مزه. در نقاط مختلف دنیا جمعیتی که آب غنی از آرسنیک را می نوشند. مخاطرات بهداشتی شدیدی مشاهده شده است. آب آشامیدنی از نظر آرسنیک تهدید جدی برای بهداشت عمومی است.

منابع آرسنیک:

      آرسنیک ممکن است در آبی که از میان صخره های غنی از آرسنیک جریان دارد یافت

      آرسنیک به طور وسیع در قشر خاک وجود دارد.

      آرسنیک از طریق حل شدن مواد و سنگ های معدنی وارد آب می شود و به ویژه درمناطقی که فرسایش خاک از صخره ها زیاد است در آب های زیرزمینی متراکم می گردد.

      در برخی مناطق فاضلاب های صنعتی باعث توزیع آرسنیک در آب می شوند.

         آرسنیک به طور تجاری در ساختن آلیاژ و مواد نگهدارنده چوب به کار می رود.

      احتراق سوخت های فسیلی منبعی از آرسنیک است که آلودگی را در هوا منتشر می کند.

      آرسنیک معدنی می تواند از راه های مختلف وارد محیط شود اما آرسنیت سه ظرفیتی و ارسنات پنج ظرفیتی در آب های طبیعی و همچنین در آب های آشامیدنی بیشتر یافت میشود.

      آرسنیک آلی به وفور در غذاهای دریایی یافت می شوند که خطرات آن برای سلامتیبسیار کمتر است و به سهولت توسط بدن دفع می شوند.

اطلاعات اولیه: آرسنیک ، عنصر شیمیاییاست که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارایعدد اتمی 33  می‌باشد. آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد ِ سیاه وخاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند: علف کش ، حشره کش و آلیاﮊهای مختلف.

آرسنیک یک عنصر جامد پودری به رنگ خاکستری می باشد که در سال 1250 توسط Alberts Magna کشف شد . آرسنیک ماده سرطان زایی است که اگر تنفس شود بر روی ششها تـأ ثیر می گذارد همچنین بر روی پوست و جگر نیز اثرات مخربی می گذارد .

عنصر آرسنیک در حالت جامد به دو رنگ زرد و خاکستری یا فلزی با وزن مخصوص به ترتیب 1.97 و 5.73 یافت می شود. این عنصر در سال 1250 توسط Albertus Magnus به دست آمد. در سال 1649 Schroeder دو روش برای استحصال این عنصر کشف کرد. آرسنوپیریت مهمترین ترکیب این عنصر است که توسط گرما از سولفیدهای آهندار به دست می آید.

این عنصر به رنگ فولاد خاکستری، خیلی شکننده، بلورین، جامد شبه فلزی است. در هوا تیره می شود. در اثر گرما به سرعت اکسید می شود و به اکسید آرسنیک که بوی سیر می دهد تبدیل می شود. آرسنیک و دیگر ترکیبات آرسنیک سمی هستند.

موارد استفاده این عنصر در آتش بازی و برای گلوله سربی مو رد استفاده قرار می گیرد. مهمترین ترکیبات آرسنیک شامل آرسنیک سفید، سولفید، آرسنات کلسیم و آرسنات سرب است. این سه ترکیب در حشره کشها و سموم کشاورزی و مواد سمی کاربرد دارد. آرسنیک همچنین برای ساخت دستگاههایی مثل ترانزیستور نیز کاربرد دارد. آرسنیک گالیم برای موارد لیزری الکتریکی نور همدوس کاربرد دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آرسنیک:

فرم هاى بیمارى زاى عنصر:

سمیت بیشتر آرسنیک غیرآلى مانند گاز آرسین، ترى اکسید آرسنیک سه ظرفیتى.

منشا آلودگى:

کشاورزى- آفت کش ها، علف کش ها، خشک کننده هاى گیاهان، کودهاى فسفاته؛ صنعتى- فراورى مس، سرب، طلا و سایر فلزات غیرآهنى، شیشه، میکروالکترونیک، حفاظت چوب، ردیاب هاى نیمه رسانا، باطرى ها، مواد رنگى، تاکسى درمى و دباغى، فاضلاب نیروگاه ها، سوخت و سوزهاى فسیلى؛ پزشکى- داروهایى مانند محلول فاولر و داروهاى گیاهى چینى؛ دامپزشکى- داروهاى دامپزشکى (آرسانیلیک اسید) و افزودنى هاى غذایى. 

حد مجاز (مرجع استاندارد):

آب آشامیدنى- سازمان جهانى بهداشت: 10میکروگرم بر لیتر

هوا- مرکز سلامت و امنیت شغلى: 0.01 میلى گرم بر متر مکعب

دستگاه هاى اندازه گیرى عنصر:

آرسنیک در محلول آبى- ولتامترى عارى سازى آندى

در ﺟﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﺎروری ذاﺗﯽ ﺧﺎک ﮐﻢ اﺳـﺖ، اﻏﻠـﺐ ﮐﺸﺎورزان ﺗﻤﺎﯾـﻞ ﺑـﻪ اﻓـﺰاﯾﺶ ﻣـﺼﺮف ﮐـﻮد در ﭼﻨـﺪﯾﻦ ﻧﻮﺑﺖ دارﻧﺪ (1). دﻓﻊ زﺑﺎﻟﻪ ﻫﺎی ﺷﻬﺮی و ﺻﻨﻌﺘﯽ، ﮔﺎزﻫـﺎی ﺧﺮوﺟﯽ ﺧﻮدرو، ﻓﻌ ﺎﻟﯿﺖﻫﺎی ﻣﻌﺎدن و ﺷﯿﻮه ﻫﺎی ﮐﺸﺎورزی آلودگی آب و خاک به آرسنیک، از جمله مهمترین مسائل زیست - محیطی محسوب می شود، چرا که سمیت این عناصر بالا بوده و حتی در غلظت های بسیار پایین نیز می تواند سلامتی انسان را به مخاطره بیندازد. استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود، امروزه رواج یافته است که امکان ایجاد سمیت و ماندگاری فلزات سنگین در خاک را به وجود می آورد. این امر باعث نگرانی محققین گردیده است. در این راستا، تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان، واقع در لورک نجف آباد انجام گردید. در این تحقیق طی یک برنامه 6 ساله، به بررسی اثرات تعداد دفعات کوددهی لجن فاضلاب بر غلظت عناصر سنگین از جمله آرسنیک پرداخته شد. نمونه برداری در مرداد ماه 1385 در پنج عمق 20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 انجام گردید. نتایج نشان داد که غلظت آرسنیک (متوسط 32.26 میلی گرم در کیلوگرم) در تیماری که 6 سال متوالی، هر سال 100 تن لجن در هکتار دریافت کرده بود، بیشترین مقدار را در بین سطوح مختلف لجن داشت. در بررسی روند غلظت آرسنیک نسبت به عمق، می توان عنوان کرد که مقدار غلظت آن در تمامی تیمارها با افزایش عمق، کاهش یافت که مطابق با بسیاری از تحقیقاتی است که روند کاهشی غلظت فلزات سنگین بویژه آرسنیک را به عمق گزارش کردند. به طور کلی از عمق 60 سانتی متری به پایین، اختلاف معنی داری در بین غلظت های آرسنیک، در بین سطوح مختلف لجن حتی با تیمار شاهد دیده نشد. مقایسه آرسنیک در بالاترین سطح کاربرد لجن نشان داد که غلظت آن بیشتر از حد مجاز می باشد. میانگین حد مجاز آرسنیک در خاک 20 میلی گرم در کیلوگرم است.

نگرشی برآرسنیک در محیط زیست

آرسنیک (ARSENIC) واﮊه یونانی Arsenikon که آرسن در یونان به معنی مرد یا قوی است ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر برای قتل استفاده شده است. علایم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. “آلبرتوس مگنوس” را اولین کسی می دانند که در سال ۱۲۵۰ این عنصر را جدا کرد . “جوان شرودر” در سال ۱۶۴۹ دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.

 آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِین مقدار آرسنیک از آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آرسنیک ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.
از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب به عنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاهی به صورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا” به صورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آرسنیک:

آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنشهای بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. فرم هاى بیمارى زاى این عنصربیشتر به صورت آرسنیک غیرآلى مانند گاز آرسین، ترى اکسید آرسنیک سه ظرفیتى می باشد .وقتی به آرسنیک حرارت داده شود، به صورت اکسید در می‌آید که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.

 منشا آلودگى:

کشاورزى- آفت کش ها، علف کش ها، خشک کننده هاى گیاهان، کودهاى فسفاته؛ صنعتى- فرآورى مس، سرب، طلا و سایر فلزات غیرآهنى، شیشه، میکروالکترونیک، حفاظت چوب، ردیاب هاى نیمه رسانا، باطرى ها، مواد رنگى، تاکسى درمى و دباغى، فاضلاب نیروگاه ها ی اتمی ، سوخت و سوزهاى فسیلى؛ پزشکى- داروهایى مانند محلول فاولر و داروهاى گیاهى چینى؛ دامپزشکى- داروهاى دامپزشکى (آرسانیلیک اسید) و افزودنى هاى غذایى.

در قرن بیستم ، آرسنِت سرب به عنوان یک آفت کش برای درختان میوه به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفت، ( البته به صورت یک نروتوکسیک عمل می کند) و آرسنیت مس در قرن نوزدهم به عنوان عامل رنگ کننده در شیرینی‌‌ها به کار می رفت.در سموم کشاورزی و حشره کش های مختلف استفاده می‌شود.آرسنید گالیم یک نیمه رسانای مهمی است که در IC ها بکار می‌رود. مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده‌اند، نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریعتر هستند ( البته گرانتر هم می‌باشند ). آرسنید گالیم بر خلاف سیلیکون آن band gap مستقیم است. پس می‌تواند در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور به کار رود. تری‌اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می‌دهند، به کار می‌رود. در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 حد مجاز (مرجع استاندارد):

آب آشامیدنى از نظر سازمان جهانى بهداشت: 10میکروگرم بر لیترمی باشد.

هوا از نظر مرکز سلامت و امنیت شغلى: 0.01 میلى گرم بر متر مکعب می باشد.

عوارض جانبی آرسنیک:

گرد و غبار و ذرات ترکیبات معدنی آرسنیک بیشتر روی پوست و مخاط تاثیر می‌گذارد. سوراخ‌شدن تیغه بینی، بین کارگرانی که با آرسنیک سر و کار دارند، شایع است و حتی مواردی از مسمویت بین کارگران نقاش نیز دیده شده است. تعدادی از ترکیبات آرسنیک ، بسیار سمی هستند . تری کلرو آرسنیک مایع به‌شدت قابل احتراق و تاول‌زاست و اگر از راه پوست جذب شود، می‌تواند خطرات زیادی به همراه داشته باشد. مصرف آرسنیک در ساختن رنگ‌هایی که در کاغذ دیواری مصرف دارد نیز موجب مسمومیت‌های زیادی در بین کارگران این صنعت شده است. آرسینات سرب که خود حشره‌کش معمولی است و به‌صورت اسپری مصرف می‌شود، اغلب برای کارگران سمپاش و حتی درختان خطرهای زیادی دارد.
کارگران داروسازی برای تهیه ترکیبات دارویی که دارای آرسفنامین و سایر ترکیبات مربوط هستند هم در خطر آلودگی با این ماده قرار دارند. کارگرانی که در ریخته‌گری و ذوب فلزات دارای ارسنیک کار می‌کنند نیز بیش از سایر کارگران در معرض مسمومیت مزمن و حاد با این فلز قرار دارند. این افراد معمولا علایم و عوارضی نظیر درماتیت، سوراخ‌شدن جدار بینی، فارنژیت و ورم ملتحمه دارند.
آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زندگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند. 
خطر آلودگی با آرسنیک در اشخاص زیر بیشتر است: افرادی که با آرسنیک کار می کنند، کسانی که زیاد شراب می نوشند، کسانی که در مزارعی کار می کنند که در آنجا کودهای آرسنیک دار مصرف می شود. 
قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب ایجاد عوارض مختلفی مانند سوزش معده و روده، کاهش تولید سلولهای قرمز و سفید خون، تغییر پوست و سوزش ریه می شود. جذب مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی احتمال بروز سرطان و به ویژه سرطان پوست، سرطان ریه، کبد و غدد لنفاوی را افزایش می دهد. 
قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب نازایی و سقط جنین در زنان می شود و در زنان و مردان باعث ناراحتیهای پوستی، کاهش مقاومت در برابر ویروسها، ایست قلبی و آسیب مغز می شود.

اهمیت آرسنیک به دلیل ایجاد اختلال در سنتز DNA و RNA می باشد که در نتیجه آن سرطان حاصل می گردد. افزایش تولد کودکان استثنائی ، تولد با وزن کم ، تولد کودکان ناهنجار و به دنیا آمدن نوزادان مرده به علت ورود ترکیبات آرسنیک دار مشاهده می شود . مسمومیت مزمن آرسنیک بعد از یک دوره طولانی ( بین 5 تا 20 روز ) در معرض قرار داشتن آرسنیک به وجود می آید که علائم مسمومیت حاد بلافاصله ظاهر می شود که شامل : تهوع ، درد در دستگاه گوارشی و اسهال می باشد . قرار داشتن در معرض آرسنیک حتی در مقادیر کم ( 0.05 میلی گرم در لیتر ) خطر ابتلا به سرطان پوست ، ریه ، مجاری ادراری ، مثانه و کلیه را افزایش می دهد .

مسمومیت مزمن با ارسنیک بیشتر در اثر استنشاق گرد و غبار یا بخارات حاوی ارسنیک، پس از مدت طولانی ایجاد می‌شود، عوارض آن نامشخص و نامحدود است و ممکن است با بیماری‌های مزمن ناتوان‌کننده از قبیل کارسینوما اشتباه شود. ناراحتی عمومی، کم‌شدن وزن، درد معده، استفراغ و ضعف، از عوارض این نوع مسمومیت است. گاهی رنگ پوست زرد و گاهی برنزه می‌شود و گاهی هم دست‌ها و پاها خواب می‌روند و کم قدرت می‌شوند.
یکی از خطرناک‌ترین ترکیبات ارسنیک که اثرات حاد و کشنده دارد، ارسین است که از ترکیب ارسنیک و هیدروژن حاصل می‌شود. تعداد زیادی از فلزات، مانند روی و آهن مقداری ناخالصی ارسنیک دارند و اگر این فلزات به‌صورت پودر با اسید کلریدریک مجاور شوند، گاز آرسین ایجاد خواهد شد. آرسین، بویی مثل بوی سیر دارد. عوارض مسمومیت با این گاز معمولا چند ساعت بعد از تماس با آن خود را نشان خواهند داد؛ شخص دچار ناراحتی عمومی، ضعف و سپس دردهای شدید معده می‌شود. این‌گونه عوارض اگر همراه با ادرار تیره رنگ و خونی باشد، نشان‌دهنده این است که سم به محض ورود به ریه، وارد جریان خون و با گلبول‌های قرمز ترکیب شده و شخص را به یرقان مبتلا کرده است. در موارد حاد و شدید هم ممکن است باعث توقف سیستم تنفس فرد و خفگی او شود.

منابع آرسنیک:

 آرسنیک ممکن است در آبی که از میان صخره های غنی از آرسنیک جریان دارد یافت شود.

آرسنیک به طور وسیع در قشر خاک وجود دارد.

آرسنیک از طریق حل شدن مواد و سنگ های معدنی وارد آب می شود و به ویژه درمناطقی که فرسایش خاک از صخره ها زیاد است در آب های زیرزمینی متراکم می گردد.

در برخی مناطق فاضلاب های صنعتی باعث توزیع آرسنیک در آب می شوند.

آرسنیک به طور تجاری در ساختن آلیاژ و مواد نگهدارنده چوب به کار می رود.

احتراق سوخت های فسیلی منبعی از آرسنیک است که آلودگی را در هوا منتشر می کند.

آرسنیک معدنی می تواند از راه های مختلف وارد محیط شود اما آرسنیت سه ظرفیتی و ارسنات پنج ظرفیتی در آب های طبیعی و همچنین در آب های آشامیدنی بیشتر یافت می شود.

  اثرات زیست محیطی آرسنیک:

آرسنیک به طور طبیعی به مقدار کم در زمین وجود دارد. آرسنیک در خاک و کانیها وجود دارد و می تواند از طریق گرد و غبار یا رواناب، وارد هوا و آب هم شود. 
تبدیل آرسنیک به حالت محلول یا گازی بسیار مشکل است. آرسنیک ماده ای است که به طور طبیعی متحرک است و احتمال تمرکز مقدار زیادی از آن در یک محل کم است. این ویژگی بسیار خوب است اما نکته منفی آن این است که آلودگی آرسنیک گسترده است زیرا به راحتی منتشر می شود. هنگامی که آرسنیک غیرمتحرک باشد، نمی تواند به آسانی حرکت کند. به علت فعالیت های بشری و عمدتا معدنکاری، آرسنیکهایی که در شرایط طبیعی غیر متحرک هستند متحرک شده و در بسیاری از جاهایی که در شرایط طبیعی وجود نداشتند هم یافت می شوند.
چرخه آرسنیک در اثردخالت های بشری گستره تر شده است و به همین علت مقدار آرسنیک در محیط زیست و جانداران زنده کاهش یافته است. عمدتا آرسنیک توسط صنایع تولید کننده مس منتشر می شود اما در حین تولید سرب و روی و فعالیت های کشاورزی هم پراکنده می شود. آرسنیک وقتی وارد محیط زیست شد، تجزیه نمی شود بنابراین این مقدار آرسنیک اضافی که در اثر فعالیت های انسانی وارد محیط می شود، منتشر شده و در بسیاری جاها، باعث بیماری انسانها و جانوران می شود. 
گیاهان آرسنیک را به آسانی جذب می کنند بنابراین ممکن است غلظت آرسنیک در غذا بالا باشد. غلظت بالا و خطرناک آرسنیک غیرآلی که در حال حاضر در آبهای سطحی موجود است، احتمال تغییرات ژنتیکی در ماهیها را افزایش می دهد. در این شرایط آرسنیک دربدن جانداران گیاهخوار آب شیرین تجمع می یابد. پرندگان ماهی هایی را می خورند که در بدن آنها آرسنیک زیادی وجود دارد و وقتی این ماهی در بدن آنها تجزیه می شود، در اثر سم آرسنیک می میرند.

مادران باردار و کودکان باید نسبت به مصرف مواد غذایی احتیاط بیشتری داشته باشند،و اما در صورت مصرف ناآگاهانه مواد غذایی آلوده به فلزات سنگین و آرسنیک چند سال پس از مصرف شان عوارض آن مشخص می شود.

مصرف آب و مواد غذایی آلوده به آرسنیک یکی از علل شناخته شده افزایش خطر دیابت نوع دو است. در آمریکا ۱۳ میلیون نفر آب لوله کشی مصرف می کنند که مقدار آرسنیک آن بیشتر از استاندارد ۱۰میکروگرم در لیتر آرسنیک غیرآلی سازمان حفاظت محیط زیست است.
تحقیقات قبلی ارتباط میان مصرف میزان بالای آرسنیک غیرآلی در ذخایر آب عمومی یا محیط کار را با ابتلا به دیابت نوع دوم اثبات کرده است، اما اطلاعات چندانی در مورد تاثیر مقادیر پایین آرسنیک وجود ندارد.
پژوهشگری از دانشکده بهداشت عمومی جانز هاپکینز بلومبرگ در بالتیمور و همکارانش ۷۸۸ فرد بالای ۲۰ سال را بررسی کردند. مقدار آرسنیک در ادرار این افراد آزمایش شد. محققان دریافتند ۷/۷ درصد از شرکت کنندگان به دیابت نوع دوم مبتلا هستند که پس از در نظر گرفتن سایر عوامل خطر در بروز دیابت مشخص شد که میزان آرسنیک در ادرار این افراد ۲۶ درصد بیشتر از افراد غیرمبتلا به دیابت است.
این مطالعه نشان داد ۲۰ درصد از شرکت کنندگانی که بالاترین میزان آرسنیک (۵/۱۶ میکروگرم در لیتر) را در ادرار خود داشتند ۶/۳ درصد بیشتر از کسانی که کمترین میزان آرسنیک (۳ میکروگرم در لیتر) را در ادرارشان داشتند به دیابت نوع دوم مبتلا شدند.
محققان به این نتیجه رسیدند که آرسنیک می تواند بر عوامل ژنتیکی که در حساسیت انسولین و سایر فرایندها دخالت دارد تاثیر بگذارد و یا در آسیب سلولی مرتبط با اکسیژن ، التهاب و مرگ سلولی نیز که با دیابت مرتبط است، نقش داشته باشد.پژوهشگران می گویند با توجه به فراوانی آرسنیک غیرآلی در آب آشامیدنی سراسر جهان ، روشن شدن نقش آرسنیک در همه گیری دیابت یک اولویت تحقیقات بهداشت عمومی است که کاربردهای بالقوه ای در پیشگیری و مهار دیابت دارد. مطالعات نشان می دهد که تراکم بالای آرسنیک در خاک و آب مورد استفاده برای آبیاری باعث ایجاد مقادیر زیاد آرسنیک در محصولات می شود که باعث تحمیل دغدغه ای دیگر در موضوع ناامنی غذایی می‌شود.گزارشات حاکی از آن است که در حال حاضر آبهای زیرزمینی 12 کشور آسیایی حاوی مقادیر زیادی آرسنیک هستند."مشکل وجود مقادیر بالای آرسنیک در محصولات، به ویژه برنج، نیازمند اقدامی فوری جهت توسعه استفاده از سیستم های آبیاری و کشاورزی بهبود یافته که باعث کاهش چشمگیر در میزان آلودگی به این ماده سمی می شود، است."

"برنج آلوده به آرسنیک زمانی که با آب آلوده به این ماده مصرف شود می تواند سلامتی انسان را به خطر بیاندازد. ضمنا پراکندگی گسترده این ماده در خاک، به عنوان مثال در بنگلادش، حاصلخیزی خاک را پایین می آورد و باعث سمی شدن برنج می شود."

 ورود آرسنیک به زنجیره غذایی

 آرسنیک عمدتا از طریق آب آلوده وارد زنجیره غذایی می شود.

میلیون ها چاه لوله کشی شده کم عمق در آسیا وجود دارد که این آب آلوده را از سفره های زیرزمینی استخراج می کند و در اختیار مردم قرار می دهد که بر اساس برآوردها این عمل سالانه یک میلیون کیلوگرم از این ماده سمی را وارد زمین های مزروعی، به ویژه شالیزارهای بنگلادش وهند می کند. این در حالیست که برنج به عنوان یک محصول پرمصرف در بنگلادش و هند به مقدار زیادی به مصرف می رسد.

برنج های وارداتی ایران متاسفانه درگیر آلودگی به ارسنیک هستند«نتایج آزمون انجام شده در موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی روی 23 نوع برنج اعم از وارداتی و داخلی نشان می‌دهد متاسفانه 13 نوع برنج خارجی به فلزات سنگین و سمی کادمیوم، سرب و آرسنیک آلوده بوده، اما برنج داخلی از این آزمون سرافراز بیرون آمده است.»
«طبق استاندارد بین المللی کدکس غذایی میزان وجود سرب، کادمیوم و آرسینک در برنج باید صفر باشد ، در حالی که در نمونه‌های آزمون شده برنج پنج تا شش برابر استاندارد، آلودگی به سرب وجود داشته و در یک نمونه دیگر تا حدود 10 برابر آلودگی به سرب این فلز سمی مشاهده شده است.»

سابقه و هدف: کود شیمیایی یکی از منابع آلاینده فلزات سنگین برای خاک و آب زیرزمینی می‌باشد. هدف از این مطالعه تعیین میزان آرسنیک، کادمیوم و سرب در خاک شالیزاری و آب زیرزمینی و ارتباط آن با کود شیمیایی در شهرستان قائم‌شهر می‌باشد. مواد و روش ها: به‌طور تصادفی20 نمونه قبل و 20 نمونه بعد از کوددهی از خاک (عمق cm30-0) و آب زیرزمینی در بهار و تابستان 1389 نمونه‌برداری گردید و3 نمونه مرکب از 3 کود پرمصرف هم تهیه شد آنگاه پس از نمونه‌های خاک (هضم با اسید نیتریک، اسید هیدروکلراید، آب اکسیژنه)، نمونه‌های آب (صاف‌کردن) و نمونه‌های کود (هضم بااسید نیتریک) عصاره‌گیری شد و غلظت آرسنیک ، کادمیوم  و سرب  آب، عصاره خاک و کود توسط دستگاه ICP-OES (ساخت آلمان) اندازه‌گیری شد. یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده غلظت فلزات سنگین در آب صفر و در خاک پایین‌تر از استاندارد جهانی بوده است. تنها در کود سوپرفسفات تریپل غلظت بیشتر از مقدار استاندارد بوده است. از بین سه کود مصرفی تنها رابطه معنی‌دار بین میزان کود مصرفی پتاس با غلظت کادمیوم در خاک مشاهده شد. استنتاج: با توجه به بیشتر بودن غلظت کادمیوم در کود فسفاته به نظر می‌رسید که در مزارعی که کود پتاس بیشتری استفاده شده مقدار کود فسفات کمتری استفاده شود ولی با توجه به ارتباط مثبت بین کود فسفاته و کود پتاس  علت این امر همچنان نامشخص است. با توجه به غلظت فلزات سنگین در آب (صفر)، هیچ‌گونه رابطه‌ی بین مقدار فلزات سنگین در خاک با آب و مقدار فلزات سنگین کود با آب مشاهده نشد.

در سال‎های اخیر، مطالعه مسایل آلودگی خاک در اطراف معادن و کارخانجات ذوب، توجه جدی متخصصان محیط زیست را به خود معطوف کرده است. در کشور ایران، با توجه به توسعه معادن، بررسی مسایل زیست محیطی امری ضروری به نظر می‎رسد. هدف اصلی این پژوهش، انجام مطالعات آماری و زمین‌آماری جهت ارزیابی و تهیه نقشه پراکنش عناصر آرسنیک و سلنیوم در خاک های اطراف معدن مس سرچشمه می‎باشد. جهت بررسی میزان تمرکز عناصر فلزی سنگین، مسیر نمونه‎برداری در سه جهت متفاوت انتخاب شد. از منطقه‎ای به مرکزیت دودکش‎های کارخانه ذوب مجتمع مس سرچشمه به شعاع 6 کیلومتر، تعداد 120 نمونه خاک از خاک‌های سطحی حداکثر تا عمق 30 سانتیمتری از مناطق بکر جمع آوری شد و بعد از آنالیز به روش پلاسمای القایی- اسپکتروسکوپی جرمی  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در ابتدا، با توجه به توزیع داده‎ها، آنالیزهای آماری صورت گرفت. سپس از ابزار واریوگرام برای توجیه تغییر‎پذیری همه جهته استفاده شد و توسط روش تعیین اعتبار کریجینگ جک-نایف، پارامترهای مدل واریوگرام برازش داده شده، تعیین اعتبار شدند. با استفاده از تخمینگر کریجینگ معمولی مناطق آلوده به عنصر آرسنیک و سلنیوم مورد شناسایی قرار گرفت. با توجه به نقشه‎های ارایه شده، این نتیجه حاصل شد که احتمال تجمع عنصر آرسنیک در اطراف دودکش‎ها بیش از سایر نقاط می‎باشد و جهت وزش باد غالب در این مجتمع به سمت رفسنجان می‎باشد. همچنین در مورد سلنیوم، نتایج نشان داد که بر عکس آرسنیک، جهت وزش باد تاثیری بر پراکنش آن نداشته و مقدار نشان داده شده به خصوصیت زمین‌شناسی منطقه مورد مطالعه مربوط می شود.

آرسنیک در خاک های کشاورزی
   - فرم های آرسنیک موجود در خاک
   ترکیب و رفتار آرسنیک در خاک های آب گرفته- همچون شالیزارها- و خاک هایی که زیر آب نمی باشند، متفاوت است. آرسنات (AsV) از فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک هایی بوده که زیر آب قرار ندارند و آرسنیت  از دیگر فرم های غیرآلی آرسنیک و موجود در خاک های آب گرفته می باشد

اسید منو متیل آرسنیک  و اسید دی متیل آرسنیک  معمولترین فرم های آلی آرسنیک در خاک می باشند، اما حضور طبیعی آنها در مقایسه با آرسنیک غیرآلی کمتر است.
   فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک عمدتاً با فرآیندهای اکسایش و کاهش کنترل می شوند فرم تحت شرایط هوازی (اکسایش) و تحت شرایط بی هوازی (احیاء کنندگی(

تغییر در ویژگی های اجزای تشکیل دهنده ی محیط به طوری که عملکرد طبیعی و تعادل زیستی آنها مختل گردد و به طور مستقیم یاغیرمستقیم منافع و حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد، آلودگی محیط زیست گفته می شود. هدف از این مطالعه بررسی وضعیت آلودگی خاک به فلزات سنگین کروم، مس، نیکل و روی در شهرستان نهاوند واقع در استان همدان با استفاده از شاخص های مختلف آلودگیمی باشد. جهت انجام مطالعه تعداد 39 نمونه خاک از منطقه مورد مطالعه به صورت سیستماتیک برداشت شد و غلظت فلزات کروم، مس،نیکل و روی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر انداز هگیری شد. شاخص های زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی و شاخص جامع فاکتور آلودگی جهت تعیین میزان آلودگی منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج مطالعه نشان داد که غلظت کروم در منطقه مورد مطالعه بیشتر از حداکثر غلظت قابل قبول برای کشورهای لهستان، استرالیا و کانادا م یباشد. میزان شاخص زمین انباشتگی برای همه فلزات بین 0 تا1 به دست آمد، در نتیجه غلظت فلزات در خاک به منشأ طبیعی آنها ارتباط داده شد. مقادیر شاخص فاکتور آلودگی نشان داد که اکثر نمون هها10 درصد از / در طبقه بدون آلودگی تا آلودگی متوسط قرار دارند، و فاکتور آلودگی برای فلز کروم بیشترین مقدار را داشت به طوری که 26داده ها در طبقه آلودگی متوسط تا قوی قرار داشت. تجزیه و تحلیل نقشه پهن هبندی شاخص جامع فاکتور آلودگی نشان داد که عناصر کروم،مس، نیکل و روی منشأ زمین شناسی و کشاورزی دارند. در حقیقت این فلزات به طور طبیعی در خاک وجود دارند اما فعالیت های انسان سبب تجمع بیشتر این فلزات در خاک شده است.

بررسی توزیع غلظت فلزات سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است. این

تحقیق با هدف تهیه نقشه توزیع مکانی غلظت فلزات سنگین مس، کروم،آرسنیک و آنتیموان در استان همدان به وسعت 19546 کیلومتر مربع انجام شد. بدین منظور با استفاده از روش نمون هبرداری سیستماتیک تصادفی طبقه سانتیمتری) جمع آوری گردید و غلظت کل این فلزات، خصوصیات - بندی شده 286 نمونه خاک سطحی ( 20ماده آلی، در صد رس، سیلت و شن در آنها انداز هگیری شد. نقشه پهنه بندی غلظت فلزات ،pH خاک شامل آنتیموان، مس و کروم با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی و فلز آرسنیک با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل کروی، تهیه شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه بندی فلزات سنگین مورد مطالعه ونقشه های کاربری اراضی و زمین شناسی منطقه، نشان داد عناصر آرسنیک، آنتیموان، مس و کروم عمدتا منشأ زمین شناسی دارند.

طی سالهای اخیر و در نتیجه اجرای بعضی برنامه های توسعه اقتصادی، صنعتی، کشاورزی و خدماتی در مناطق مختلف جهان، تعادل و توازن طبیعت در مواردی برهم خورده است که این امر عوارضی را در مقیاسهای محلی یا منطقه ای و حتی جهانی به همراه داشته است (ت ائبی واسحاقی، 1380 ). آلودگی محیط زیست از جمله آلودگی خاک یکی از عوارض مهم به هم خوردن تعادل و توازن طبعیت می باشد . مهمترین آلاینده های خاک شامل فلزات سنگین، بارش های اسیدی و مواد آلی می باشند که از این میان فلزات سنگین به واسطه غیر قابل تجزیه بودن، سمیت زیاد، اثرات تجمعی و سرطان زایی مورد توجه می باشند(میکو وهمکاران، 2006 ) فلزات سنگین به فلزاتی گفته میشود که دارای چگالی نسبتا بالا بوده و در غلظت های.( کم سمی باشند (عرفان منش و افیونی 1379هرچند این عناصر به طور طبیعی دارای غلظت کمی در

خاک موجود هستند اما پراکنش جغرافیایی آنها چه به صورت طبیعی و چه از طریق فعالیت های انسانی مشکلات ومسائلی را در بر خواهد داشت.با وجود اهمیت فلزات سنگین، در بسیاری ازاستان های کشور اطلاعات کمی از نحوه توزیع این عناصر در خاک وجود دارد.

سلامتی اولیه ی انسان ها در هر جامعه مرهون سه عامل اصلی آب ، خاک و هواست . پدیده ها و

فرآیندهای مختلف در دوره های گوناگون زمین شناسی حادث شده و مزایا و مضراتی را باعث شده

است . از مضرات می توان به آلودگی های بالقوه و طبیعی لایه های مختلف زمین اشاره کرد که علاوه

بر ایجاد آلودگی های خاک ، آب را نیز از نظر وجود حداقل شرایط کیفی در بخش های مختلف شرب ،

صنعت و کشاورزی غیرقابل استفاده می نماید. خاک یکی از منابع زمینی محسوب می شود که در محیط زیست انسان وجود دارد و به آسانی دردسترس قرار دارد و به لحاظ ویژگی های خاص خود در معرض آلودگیست. خاک ها علاوه بر ویژگی های متعددی که دارند ، به عنوان تمیز کننده ی محیط زمین نیز به شمار می روند گرچه خاک مهم ترین وگسترده ترین ماده ی پاک کننده ی آب ها و بازیافت کننده ی ضایعات است ، اما ظرفیت محدودی دارد .

بسیاری از مواد سمی و آلاینده که به خاک افزوده می شوند ، ممکن است از نظر تمرکز،افزایش یابند

و در نهایت به صورت تهدیدی جدی برای محیط زیست درآیند .

آلودگی عبارت است از اضافه کردن چیزی به هوا ، آب یا خاک که موجب نامطلوب شدن استفاده از آن

ها گردد . احتمالا تمام فعالیت ها دارای پتانسیل آلوده کردن محیط می باشند و آلودگی ،همواره

واقعیتی است که در استفاده از منابع در میان بوده است . اما طبیعت قادر به پذیرش میزان متعارفی از

آلودگی است .

مهمترین جنبه های فعالیت های خاک شناسی مرتبط با رفتارعناصر کمیاب یکی هوازدگی است که

سبب آزادسازی فلزات از مواد مادری شده و دیگری تغییر مکان و تجمع مواد جاذب مانند کانی های

رسی، اکسیدها وماده ی آلی هستند که این مواد توسط فرایندهایی همچون آبشویی، جابجایی توسط باد و باران، شورشدگی، آهکی شدن، خاکزایی، تشکیل خاک رس، موادآلی و غیره کنترل  می شود.

شناسایی عامل اصلی آلودگی ها و ارائه و اجرای طرح های حفاظتی ، سرآغازی جهت برنامه ریزی

های توسعه کشور تلقی می شود .

آرسنیک

As آرسنیک در محیط زیست در حالت ھای مختلف اکسیداسیون و در شکل گونه ھای مختلف مانند

ترکیب و رفتار آرسنیک در خاک ھای آب گرفته (همچون شالیزارھا ) و خاک ھایی که زیر آب نمی

از فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک هایی بوده که زیر آب قرار  باشند ، متفاوت است . آرسنات

از دیگر فرم های غیرآلی آرسنیک و موجود در خاک های آب گرفته می باشد . ندارند و آرسنیت هم سمی تر است و ھم در خاک تحرک بیشتری دارد . هیدروکسید آھن عموما As+ نسبت به  As+3 نقش مهمی در کنترل تمرکز آرسنیک در خاک ها و محلول های خاکی ایفا می کند . اشکال آنیونی AsO- آرسنیک 2 , HAsO-2H2AsO 4 و -2As 3 در محلول ھای خاکی غالب هستند ، هر چند کاتیون های +3انواع کاتیونی آرسنیک ، به . (Kabata-Pendias and Sadurski نیز می توانند رخ دهند . ( 2004 As+ و 5می توانند نسبتا به آسانی به درون کانی های رسی و اکسی/ هیدروکسید های As+ و 5 As+ ویژه 3آهن و منگنز ، جذب شوند؛ به همان خوبی نیز توسط ترکیبات آلی  که می تواند به نسبت زیادی رفتار(Bhattacharya et al .2002b) . آرسنیک را در خاک کنترل کند، جذب می شوند مقدار آرسنیک در پوسته ی زمین بین ٠٫۵ تا ٢٫۵ میلیگرم بر کیلوگرم است و در رسوبات رسی مقدار آن(Nordstrom 2000;Bhattacharya et al.2002a). بالای ١٣ میلی گرم بر کیلوگرم وجود دارد

مقدار عمومی آرسنیک در خاک در سال ھای اخیر ، ۵٫٠ میلی گرم بر گیلوگرم تخمین زده شده است .

نمونه های عالی خاک از سوئد ، مقداری بین ٠٫۴ تا ١٠٫۵ میلی گرم بر کیلوگرم (1992).

میزان آرسنیک در خاک (2001a). ( آرسنیک دارند . ( به طور میانگین ٣٫٩ میلی گرم بر کیلوگرم های لهستان بین ٠٫٩ تا ٣٫۴ میلی گرم بر کیلوگرم می باشد . ( با بالاترین مقدار در خاک ھای حاصل ازشیل ها  . اگر چه تمرکر آرسنیک بالای ۶۵٠ میلی گرم بر کیلوگرم نیز برای خاک ھای آلوده ی برخی مناطق صنعتی لهستان گزارش شده است .

در دیگر نواحی در اروپا ، تمرکز آرسنیک در خاک ، بیشتر می باشد و مقداری از ١٠٠ تا ١١۵ میلی گرم بر کیلوگرم دارد .

ارزیابی اثرات زیست محیطی آرسنیک و فلزات سنگین

جهت تعیین میزان آلایندگی خاک به عناصر سنگین در یک منطقه، بایستی میزان غلظت عناصر در آن

منطقه با یک استاندارد شناخته شده مقایسه شود .

بهترین نوع مقایسه، مقایسه با استانداردهای موجود برای همان منطقه می باشد زیرا شرایط زمین

شناسی و اقلیمی گوناگون در نقاط مختلف دنیا، غلظت های متفاوتی را ایجاد می کند. علاوه بر

استانداردهای ذکر شده، معیارهایی هم برای بررسی درجه آلودگی خاک ارائه شده است که می توان

بر اساس آنها به وجود یا عدم وجود آلودگی خاک پی برد .از جمله این معیارها می توان به فاکتور غنی

اشاره نمود . و شاخص زمین انباشتگی  شدگی در ادامه دو معیار فوق معرفی و بررسی می شود و سپس از استاندارد های بانک . (1979)

اطلاعات محیط زیست ایران برای تعیین کیفیت خاک منطقه استفاده می شود .

آلودگی خاک در ایران:
خاکهای ایران به آن حد که خاکهای کشورهای صنعتی و پیشرفته از لحاظ کشاورزی آلوده است، هنوز آلوده نشده است.
اما پیشرفت سریع تکنولوژی و توسعه روزافزون کارخانه‌ها و مؤسسات صنعتی و همچنین مصرف زیاد کود شیمیایی و سموم دفع آفات و دیگر مواد شیمیایی در کشاورزی در دهه اخیر امکانات زیادی را برای آلوده إن خاکهای ایران فراهم کرده است.
آمار نشان میدهد که هم تولید کود شیماییی در داخل مملکت و هم واردات آن از خارج سال به سال بیشتر و مصرف انها هم بیشتر شده است.
با تأسیس شرکتهای سهامی زراعی و شرکتهای تعاونی روستایی و مجتمع‌ها و شرکتهای کشت و صنعت و توجه زیاد به بالا بردن سطح تولیدات کشاورزی، مصرف کودهای شیمیایی و سموم حشره‌کش و علف کش روزبه روز بیشتر شده است، در نتیجه واردات این مواد شیمیایی نیز همه ساله افزایش یافته است.
اینها از جمله مواردی است که در کشاورزی مصرف می‌شود و از این طریق باعث آلودگی خاک می‌شود.
اما خاک به طریق دیگر نیز در ایران آلوده می‌شود و آن از طریق مصرف سموم در حفظ بهداشت مانند آئروسل‌هاست که اگر این سموم را هم به حساب بیاوریم سالانه حدود 3 تا 10 هزار تن مواد سمی در خاک، آب و هوای مملکت ما وارد می‌شود.
بعضی از این سموم آنقدر خطرناک و کشنده است که اگر یک میلیونیوم انها وارد بدن بعضی موجودات زنده بشود باعث مرگ آنها می‌شود.
با توجه به این موضوع می توان آلودگی محیط توسط این سموم پی برد.
آلودگی خاک از طریق کود شیمیایی در ایران بیشتر مربوط به مصرف بی‌رویه و نابجایی آنهاست به این معنی که آن کودی که فی‌المثل در منطقه شمال که مرطوب و خاکهای آن اسیدی است مصرف می‌شود، عین آن هم در منطقه جنوب و جنوب شرقی که خشک و خاکهای آن اغلب شور و حتی قلیائی است، به زمین داده می‌شود.
مصرف زیاد کود شیمیایی در بعضی از نقاط هم در منطقه مرطوب و هم در منطقه خشک کشور به خاک و موجودات زنده آن لطمه وارد آورده است.
از وقتی که مصرف کود شیمایی در شمال (سواحل دریا مازندران) معمول شده قورباغه‌ها بسرعت از بین رفتند. با از بین رفتن قورباغه‌ها نوعی حشره‌ها که خوشه برنج را می‌خورند، روزبه روز زیادتر شده‌اند به طوریکه محصول برنج از نقاط شمال دچار آفت می‌شود.
فاضلابها و زباله‌های شهری و صنعتی نیز تا اندازه‌ای موجب آلودگی خاکها در ایران شده ایت بویژه در اطراف شهر تهران و دیگر شهر‌های بزرگ مملکت.
در ایران دفع زباله‌ و فاضلابهای شهری و صنعتی هنوز یک روش بهداشتی یا یک روشی که مانع از آلودگی خاک شود وجود ندارد.
روی همین اصل همان طور که می‌بینیم زباله‌ها را در رودخانه‌ها یا در زمینهای اطراف شهر می‌ریزند و یا حداکثر آنها را در یک محلی دور از شهر، در زیر لایه‌ای از خاک دفن می‌کنند.
فاضلابها هم در جویهای خیابانها جاری است که پس از طی مسافتی به زمینهای اطراف شهر می‌ریزد و باعث آلودگی خاک می‌شود.
در تهران شهرداری برای جلوگیری از آلودگی محیط و تبدیل زباله به کمپوست یک کارخانه کمپوست سازی در تهران تأسیس کرد که متأسفانه این کارخانه به علل نقص فنی (ناتوانی در تولید کود) و غیره به کار نیفتاد و از آن استفاده نمی‌شود.
طبق اظهارات مقامات شهرداری قرار است در چهار نقطه تهران چهار کارخانه کمپوست سازی دیگر تأسیس شود.
فاضلابها و همچنین زباله‌هایی که به رودخانه‌ها ریخته می‌شود، اغلب باعث آلودگی آبها نیز شده است.

توصیه هاوپیشنهادها:
پیشنهادها و اقداماتی در زمینه جلوگیری از آلودگی مبارزه با آلودگی خاک در کشور‌های در حال توسعه آیانتر از کشورهای صنعتی و پیشرفته از لحاظ کشاورزی است زیرا کشورهای در حال توسعه هنوز در مرحله ابتدایی از صنعتی شدن هستند و کود شیمیایی و سموم نباتی و امثال اینها به آن میزان که در کشورهای توسعه یافته مصرف می‌شود، در آنها مورد استعمال پیدا نکرده است.
از این جهت مسأله آلودگی آن طور که در کشورهای پیشرفته، مهم و بغرنج شده است، در کشورهای در حال توسعه هنوز چندان خطرناک نشده و قابل پیشگیری است.
بنابراین در این گونه کشورها، که کشور ما هم جزء آنهاست مسؤلان امور باید قبل از هر نوع اقدام در جهت بالا بردن سطح تولیدات کشاورزی و صنعتی و گسترش شهرها کلیه جوانب امر را در نظر بگیرند و با شناخت کامل شرایط محیطی و عناصر و عوامل آلوده کننده، راه و روشی را انتخاب کنند که متناسب با شرایط محیطی و اجتماعی آن محل یا آن منطقه باشد تا حتی المکان از آلودگی جلوگیری بعمل آید. 
به عنوان مثال، موارد ذیل را می‌توان نام برد:
در مورد استعمال کود و تقویت خاک
برای تقویت خاک و افزایش محصول تا آن حد که ممکن است از کود حیوانی استفاده شود زیرا همان طور که قبلاً ذکر شد کود حیوانی یا کود طویله هم حاوی مواد غذایی برای گیاه اسن و هم با دارا بودن ماده آلی یا هوموس خاک را حفظ می‌کند و خواص آن را بهبود می‌بخشد.
متأسفانه در کشور ما قسمت اعظم کودهای حیوانی به زمین داده نمی‌شود و به عنوان ماده سوختنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مقداری هم در کشاورزی به اصطلاح برای تقویت خاک و گیاه مصرف می‌شود.
آنقدر در هوای آزاد و آفتاب سوزان می‌ماند، خلاصه در شرایط نامساعد تهیه و نگهداری می‌شود که بسیاری از خواص مفید و مؤثرش را از دست می‌دهد.به همین علت است که کودهای حیوانی ما دارای مواد غذایی کافی نیست و با آن نمی‌توان به حداکثر محصول دست یافت.در مواردی که کود حیوانی دارای مواد غذایی کافی نیست می‌توان با افزودن کد شیمیایی مناسب، جبران این کمبود را کرد.به عبارت دیگر در اکثر موارد دادن کود حیوانی با افزودن کود شیمیایی به آن، یک کود کامل می‌شود که هم مواد غذای مورد نیاز گیاه در آن موجود است و هم با دارا بودن مواد آلی خواص فیزیکی خاک بهبود می‌بخشد و خاک را در مقابل اثر آلوده کننده کود شیمیایی حفظ می‌کند.
در شرایطی که کود حیئانی لازم در دسترس نباشد، باز هم نباید همیشه فقط کود شیمیایی خالص به زمین داد.در این مورد توصیه می‌شود از کاه به عنوان مواد آلی استفاده شود آنگاه با افزودن کود شیمیایی مناسب یک کود کامل از آنها بوجود آورد که در آن هم ماده آلی وجود دارد و هم ماده معدنی (مواد غذایی).
نوع کودی که انتخاب می‌شود باید از جمله متناسب با شرایط محیطی و نوع گیاه باشد تا حتی المکان از اثر آلوده کننده آن کاسته شود.
معمولاً به ازاء هر 100 کیلوگرم کاه، بسته به شرایط موجود، از 5/0 ال 1 کیلوگرم ازت به آن اضافه می‌کنند.
خلاصه در مواقع و شرایطی که تنها کود شیمیایی مصرف می‌شود، باید از نوع یا انواعی انتخای گردد که متناسب با نوع محصول و خاک و شرایط آب و هوایی آن محل باشد تا به این طریق اثر آلوده کننده ”ن به حداقل کاهش یابد.به عنوان مثال در مناطق خشک کودهایی داده بشود که حتی المقدور تمام آنها توسط گیاه جذب گردد و چیزی از آنها در خاک باقی نماند که باعث بالا رفتن درجه شوری خاک سود یا از نوعی نباشد که املاح خاک را افزایش دهد و خلاصه از لحاظ فزیولوژیکی دارای خواص اسیدی باشد تا مانع از بالا رفتن (پ .هاش) خاک گردد.بعکی در مناطق مرطوب کودهایی مصرف شود که(پ .هاش) خام را بالا برد و مانع از بیشتر اسیدی شدن آن گردد.برای تقویت خاک و افزایش محصولات کشاورزی راههای دیگری هم وجود دارد از آن جمله کاشتن گیاهان آباد کننده (کود سبز) مانند شنبلیله، شبدر و غیره را می‌توان نام برد که (در فصل اول) در این باره توضیح داده شده است.به این ترتیب ملاحظه می‌شود که برای جلوگیری از آلودگی نباید هر نوع کودی را به هر نوع محصولی و در هر شرایطی به هر نوع زمینی، آنهم به میزان دلخواه داد.بلکه باید با خواص کود و خاک و آب و شرایط آب و هوایی و محل و تقاضای گیاه نسبت به کود و غیره….آشنا بود تا بر این اساس بهترین نوع کومد انتخاب و در مساعدترین شرایط استعمال گردد.برای این منظور باید قبل از هر چیز سطح دانش کشاورزان را بالا برد و آنان را از این مسائل و عواقب شوم آن آگاه ساخت.
راه حل منطقی و ساده
بنیاد دفاع از سلامتی محیط زیست بر آن است که ارزانترین و راحت ترین راه برای جلوگیری از غرق شدن انسانها در انبوه زباله‌ها این اسن که زباله کمتری تولید کنیم و یا با کاربرد شیوه‌های بازیابی، از مقداری از این زباله‌ها دوباره استفاده کنیم.به گفته کارشناسان انجمن مبارزه و چاره‌جویی برای کاهش مقدار زباله در انگلستان، تولید زباله یک مسئله شخصی و منطقه‌ای نیست.بلکه آثار زیانبار و ویرانگر سایر مناطق جهان را هم در بر می‌گیرد، کما اینکه زباله هایی که در اروپا بیرون ریخته می‌شود بر مقدار بار ش باران بر جنگلهای برزیل تأثیر می‌گذارد.
با توجه به این واقعیت انکار نا پذیر کارشناسان می‌گویند:
اگر روند کنونی ادامه یابد دیری نخواهد کسید که کشورها و زمین‌ ما به یک زباله دانی عظیم تبدیل خواهد شد.
صرفه جویی در مصرف آب و انرژی:
نجات کره زمین
بعد از بحران جهانی نفت در سال 1970 که کشور‌های عرب صادر کننده نفت از صدور نفت به کشورهای غربی خودداری کردند، ساکنان این کشورها لزوم اتکای کمتر به نفت وارداتی و نیز ضرورت صرفه‌جویی در مصرف فرآورده‌های نفتی را عملاً احساس کردند، از این رو برخی بر این باورند که در جهانی که با ازدیاد جمعیت و کمبود تدریجی منابع نفتی به سوی بحران فاجعه پیش می‌رود، پیدایش یک بحران جدید در زمینه عرضه نفت احتمال ضعیفی نیست.
از سوی دیگر مصرف کمتر فرآورده‌های نفتی به خودی خود می‌تواند باعث کمک به اقتصاد خانواده شود.
و اما در این محاسبات در واقع مسائل اقتصادی و سیاسی بیشتر مورد توجه قرار گرفته و در نتیجه به موضوع بسیار مهم سلامتی محیط زیست توجه نشده است.
به گفته صاحب نظران، مصرف انرژی و آب بیش از آنکه موضوعاتی اقتصادی باشند، مضامین و مقولاتی اکولوژیک، محسوب می‌شوند کما اینکه شما روزی در کنار شهر‌ها و دامنه کوه‌ها، راهپیمایی کنید، عوارض سوء فاجعه آلودگی محیط زیست را به چشم خود می‌بینید از این رو اگر شما مقدار کمتری مواد نفتی چوب یا ذغال سنگ بسوزانید مقدار کمتری اکسید و کربن و سایر گازهایی که در پدیده معروف به پدیده گلخانه‌ای، تأثیر دارند به هوا وارد می‌شود و در نتیجه از سرعت ویرانگر و مرگبار شدن کره زمین کاسته می‌شود.
در کشورهایی که در نیروگاهها از ذغال سنگ استفاده می‌کنند مصرف بیشتر الکتریسینه باعث میشود که با استخراج زیادتر معادن آسیب بیشتری به محیط زیست وارد شود.
زیرا بر اثر دود و گازهایی که از احتراق ذغال سنگ به فضا فرستاده می‌شود باران اسیدی بیشتری به زمین بر می‌گردد و در نتیجه به مقدار آلودگی هوا اضافه می ‌شود.
اما اگر الکتریسیته کمتری در جهان مصرف شود نیاز کمتری به ایجاد نیروگاههای اتمی پدید می‌آید، در این شرایط نیاز کمتری به استخراج پر عارضه اورانیوم وجود دارد و زباله‌های رادیواکتیو کمتری به وجود می‌آید و نیز احتمال رخ دادن حوادثی چون حادثه نیروگاه اتمی (چرنوبیل) که منطقه وسیعی را در اروپا آلوده کرد کمتر خواهد شد.
هر چه بیشتر از مقدار مصرف سوختهای فسیلی کاسته شود، اسموک کمتری در هوا پدید می‌آید و از سرعت تشکیل پدیده گلخانه‌ای کاسته می‌شود.
هر قدر نیاز کمتری به استخراج نفت باشد، با کاهش عملیات استخراج، حیات وحش و آرامش وحوش کمتر صدمه می‌بینند.
حال آنکه در جریان استخراج، لوله‌کشی، تصفیه، حمل و نقل، انبار کردن، توزیع و مصرف این مواد به محیط زیست صدمه می‌رسد.

فهرست منابع

بی نام. 1385 . سالنامه آماری استان همدان. معاونت برنامه ریزی دفتر آمار و اطلاعات، استانداری همدان.

دبیری، م. 1375 . آلودگی محیط زیست، چاپ اول، نشر اتحاد، 399 صفحه.

شهبازی، ع. 1390 . ارزیابی اثر فعالی تهای کشاورزی بر تجمع فلزات سنگین در برخی از خاک های کشاورزی استان همدان، پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

عرفا ن منش، م.؛ م. افیونی. 1379 . آلودگی محیط زیست: آب، خاک، هوا، چاپ چهارم، نشر ارکان.

وهاب زاده، ع. 1372 . مبانی محیط زیست، چاپ اول، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.

پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، .GIS و RS خداکرمی، ل. 1388 . ارزیابی منابع آلودگی های غیرنقطه ای کشاورزی با استفاده ازدانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان.