تحقیقات آب و خاک ایران

تحقیقات آب و خاک ایران

اثر متقابل کاربری اراضی و ویژگی‌های بارندگی بر غلظت و بار انتقالی سرب و کادمیوم در رواناب سطحی حوزۀ آبخیز کوهدشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
2 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکدةکشاورزی، دانشگاه لرستان ،خرم‌آباد ، ایران.
3 گروه تحقیقات حفاظت آب و خاک، پژوهشکده حفظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی تهران، ایران.
10.22059/ijswr.2026.422111.670221
چکیده
انتقال فلزات سنگین از سطح خاک توسط رواناب یکی از مسیرهای مهم ورود آلاینده‌ها به منابع آب سطحی است. این پژوهش با هدف بررسی اثر کاربری اراضی، شدت و مدت بارندگی بر غلظت و بار انتقالی سرب (Pb) و کادمیوم (Cd) و ارتباط آن با رواناب و رسوب در حوزۀ آبخیز کوهدشت استان لرستان انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل نوع کاربری اراضی (اراضی کشاورزی، مرتع و جنگل)، شدت بارندگی (شدت 50، 70 و 90 میلی‌متر بر ساعت) و مدت زمان (زمان 5، 10 و 15 دقیقه) می‌باشد که در سه تکرار انجام شد. در مجموع، 81 آزمایش شبیه‌ساز باران اجرا و غلظت Pb و Cd در رواناب، حجم رواناب و مقدار رسوب اندازه‌گیری شد. بار انتقالی فلزات بر اساس غلظت و حجم رواناب محاسبه شد. نتایج نشان داد که کاربری اراضی و شدت بارندگی بر غلظت و بار انتقالی Pb و Cd اثر معنی‌داری داشتند و الگوی اثرات متقابل عوامل برای دو فلز متفاوت بود. با توجه به نتایج میانگین بار Cd و Pb در اراضی جنگلی به‌ترتیب 60/5 و mg m⁻² 79/2 اندازه‌گیری شد که به‌طور محسوس از مقادیر متناظر این عناصر در کاربری مرتع و کشاورزی بیشتر بود (05/0p <). بیشترین بار Cd (mg m⁻² 97/9) و Pb (mg m⁻² 07/4) در برهم‌کنش کاربری جنگلی و شدت 90 میلی‌متر بر ساعت مشاهده شد. بار هر دو فلز با افزایش شدت بارندگی افزایش یافت و با حجم رواناب و مقدار رسوب همبستگی مثبت و معنی‌دار داشت. در مجموع، شدت بارندگی و کاربری اراضی بر انتقال Pb و Cd مؤثر بودند و بررسی بار انتقالی در کنار غلظت، ارزیابی بهتری از خروج فلزات فراهم کرد. از نظر مدیریتی، مدیریت رواناب و فرسایش و حفظ پوشش گیاهی و نوارهای حائل، به‌ویژه در بارندگی شدید، می‌تواند انتقال Pb و Cd به آب‌های سطحی را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Interactive Effects of Land Use and Rainfall Characteristics on Lead and Cadmium Concentrations and Loads in Runoff from the Kuhdasht Watershed

نویسندگان English

Ruhollah Basati Zarooni 1
Afsaneh Alinejadian Bidabadi 2
Reza Bayat 3
1 Soil Sciences Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran.
2 Soil Sciences Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, , Khorramabad, Iran.
3 Water and Soil Conservation Department, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organisation, Tehran, Iran.
چکیده English

Heavy metal transport from the soil surface by runoff is an important pathway for pollutant entry into surface water resources. This study investigated the effects of land use, rainfall intensity, and duration on the concentration and load of lead (Pb) and cadmium (Cd) and their relationships with runoff and sediment in the Kuhdasht watershed, Lorestan Province, Iran. Treatments included three land uses (agricultural land, rangeland, and forest), three rainfall intensities (50, 70, and 90 mm h⁻¹), and three durations (5, 10, and 15 min), with three replications. 81 rainfall-simulation experiments were conducted. Runoff volume, sediment yield, and Pb and Cd concentrations in runoff were measured, and metal loads were calculated from concentration and runoff volume. Land use and rainfall intensity significantly affected the concentrations and loads of both metals, with different interaction patterns. Mean Cd and Pb loads in forest land were 5.60 and 2.79 mg m⁻², respectively, exceeding those in rangeland and agricultural land (p < 0.05). The highest Cd (9.97 mg m⁻²) and Pb (4.07 mg m⁻²) loads occurred under forest land use at 90 mm h⁻¹. Both metal loads increased with rainfall intensity and were positively correlated with runoff volume and sediment yield. Rainfall intensity and land use affected Pb and Cd transport, and evaluating transported loads alongside concentrations provided a better assessment of metal loss from the soil surface. From a management perspective, runoff and erosion control, vegetation cover maintenance, and buffer strips, particularly under high-intensity rainfall, can reduce Pb and Cd transport to surface waters.

کلیدواژه‌ها English

Heavy metals
Rainfall simulator
Transport load
Water pollution

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 مهر 1405