درسنامه آموزشی انسان و محیط زیست کلاس یازدهم

خاک و اهمیت آن

خاک از منابع طبیعی و ارزشمند زمین و از شگفتی‌های آفرینش الهی است که از دو بخش مواد معدنی و آلی تشکیل می‌شود. درباره اهمیت آن به آنچه در زیر آمده، می‌توان اشاره کرد.

خاک در تأمین آینده پایدار و امنیت غذایی نقش دارد.

خاک از منابع تجدیدپذیر به شمار می‌رود؛ اما تشکیل هر سانتی متر خاک در شرایط مختلف آب و هوایی از 100 تا 10000 سال طول می‌کشد.

ترکیبات خاک

در دوره اول متوسطه با چگونگی تشکیل خاک آشنا شدید. 50 درصد از کل حجم خاک از منافذی که 25 درصد آن را هوا و 25 درصد آن را آب پر کرده است، تشکیل شده است. وجود آب و هوا برای گیاهان و سایر موجوداتی که در خاک زندگی می‌کنند، بسیار مهم است.

ترکیب این ذرات خاک موجب سهولت نفوذ ریشهٔ گیاهان در خاک، تهویه و نگهداری عناصر غذایی گیاهان در خاک می‌شود.

بخش معدنی خاک از انواع کانی‌ها تشکیل شده است که در ساختار این کانی‌ها انواع عناصر مانند سدیم، کلسیم، پتاسیم و… به کار رفته است. گرچه این عناصر برای حفظ ویژگی خاک و حاصل‌خیزی آن برای کشاورزی لازم‌اند؛ اما گاهی افزایش غلظت آنها موجب شور شدن، قلیایی شدن یا شور  قلیایی شدن خاک می‌شود. از این رو کشاورزان باید گیاهان مناسب با این نوع خاک‌ها را انتخاب کنند.

مواد آلی خاک یکی از مقادیر کیفی در سلامت خاک‌اند و در حاصل‌خیزی خاک‌های کشاورزی بسیار اهمیت دارند.

از دست رفتن خاک خوب

برخی از عوامل مانند فرسایش، آلودگی، غرقابی شدن، بیابان‌زایی، شورشدن، تغییر کاربری زمین‌ها (تبدیل مزرعه‌ها، مرتع‌ها، باغ‌ها و جنگل‌ها به مناطق مسکونی، صنعتی و…)، چرای بی‌رویه، گرد و غبار، آتش‌سوزی و فعالیت‌های صنعتی توان تولید خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

آلودگی خاک:

یکی دیگر از راه‌های از دست دادن خاک خوب، آلودگی است که کیفیت آن را برای استفاده انسان، گیاهان و سایر موجودات زنده نامناسب می‌کند.

برخی از آلوده کننده‌های خاک در شکل زیر نشان داده شده‌اند.

آلاینده‌ها به‌صورت غیر مستقیم و از طریق گیاهان یا به‌صورت مستقیم از طریق استنشاق یا جذب پوستی روی سلامت انسان و جانوران تأثیر می‌گذارند. این آلاینده‌ها پس از ورود به بدن موجودات زنده، فعالیت دستگاه‌های مختلف بدن را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

به‌طور مثال کادمیوم از طریق فاضلاب صنایع رنگ‌سازی، پلاستیک‌سازی، باتری‌سازی، عکاسی، کارخانه‌های ذوب فلزات، کودهای فسفردار و سوخت‌های فسیلی وارد خاک می‌شود. این عنصر به آسانی به وسیلهٔ گیاه قابل جذب است و باعث بالا رفتن فشار خون و نارسایی کلیه‌ها در انسان می‌شود.

نیکل از عناصری است که در صنایع فولاد و فلزات، رنگ‌سازی، لوازم آرایشی و ادوات برقی از آن استفاده می‌شود. با توجه به اینکه نیکل می‌تواند به راحتی توسط گیاه جذب شود و مسمومیت شدیدی ایجاد کند، سبب زرد شدن گیاهان (کلروز) می‌شود. برخی از آثار آلودگی نیکل، مشکلات دستگاه تنفسی، اختلال در سیستم ایمنی و انواع سرطان‌ها در انسان است.

برای پیشگیری از آلودگی خاک، باید از ورود انواع آلاینده‌ها مانند فاضلاب، پسماند و آلاینده‌های گازی به خاک جلوگیری کرد.

برای شناسایی آلودگی خاک از استانداردهای کیفیت خاک استفاده می‌شود. مقادیر استاندارد خاک، استانداردهای عمومی کیفیت هستند که در کشورهای مختلف برای قانونمند کردن مدیریت خاک‌های آلوده از آنها استفاده می‌شود. زمانی که غلظت آلاینده‌ها در خاک بیشتر از مقدار استاندارد باشد، خاک آلوده محسوب می‌شود و آثار سوء بر سلامتی انسان و یا سایر موجودات زنده می‌گذارد.در صورتی که میزان آلاینده‌ها بیش از مقدار استاندارد باشد، ابتدا باید منبع آلاینده حذف و سپس اقدام به برطرف کردن آلودگی خاک کرد.

تجربه‌های موفق در حفاظت خاک

رفع آلودگی خاک فرایندی طولانی مدت و پرهزینه است و به روش‌های مختلف شیمیایی، فیزیکی و زیستی انجام می‌گیرد. کم هزینه‌ترین و کم خطرترین این روش‌ها حذف زیستی آلودگی است که معمولاً به وسیله برخی از موجودات زنده صورت می‌گیرد و آن را زیست پالایی می‌گویند. گیاه پالایی رفع آلودگی خاک توسط گیاهان است.

تجربه موفق در ایران

در سال 1391 بزرگ‌ترین سایت پاک‌سازی خاک‌های آلوده به مواد نفتی پس از اخذ مجوزهای لازم از سازمان محیط زیست استان چهارمحال و بختیاری در منطقه اصفهان احداث شد. از آن زمان تاکنون خاک‌های آلوده به مواد نفتی با روش زیستی پاک‌سازی می‌شوند.

تجربه موفق در ژاپن

در بسیاری از کشورهای دنیا، قوانینی برای پیشگیری، حفاظت و رفع آلودگی از خاک وجود دارد. در کشور ژاپن به دلیل آنکه زمین کافی وجود ندارد، حفظ خاک دارای اهمیت ویژه‌ای است. از این رو در این کشور، قوانین بسیار سخت‌گیرانه‌ای وجود دارد؛ به طوری که با آلوده‌کنندگان و تخریب‌کنندگان خاک برخورد قانونی می‌شود.

امنیت غذایی

انسان برای ادامه حیات نیاز به غذا دارد. این غذا به‌طور عمده از خاک تأمین می‌شود. پیش‌بینی می‌شود تا سال 2050 میلادی (1429 هجری شمسی) جمعیت جهان به بیش از 9 میلیارد نفر برسد. در این صورت لازم است تولید مواد غذایی به میزان 60 درصد افزایش یابد. تاکنون یک سوم از خاک‌های جهان با آلودگی و فرسایش، نامناسب شده‌اند. از این رو با ادامهٔ این روند تا سال 2050 میلادی خاک کافی، حاصلخیز و سالم کاهش می‌یابد. بنابراین باید با تدابیر علمی و ملاحظات فرهنگی و اجتماعی به ویژه ارزش‌های اصیل اسلامی از ادامه روند تخریب و کاهش میزان خاک جلوگیری کرد.

امنیت غذایی به معنای دسترسی همهٔ افراد به غذای کافی و مناسب است. ایمنی غذایی نیز به مفهوم حفظ و نگهداری غذا از هر آلودگی است، این دو تعریف شامل مزرعه تا سفره می‌شود.

محصولات غذایی تراژن

در دو دههٔ اخیر، مهندسی ژنتیک با استفاده از علم زیست فناوری موفق به تولید محصولات تغییر یافتهٔ ژنتیکی یا تراژن در جهان شده است. در این روش ژن‌های جدیدی به یک موجود زنده منتقل می‌شود تا صفات مورد نظر به دست آید.

مواد غذایی تراژن از دههٔ 90 میلادی وارد بازار مصرف شده است. شایع‌ترین محصولات تراژن سویا، ذرت، پنبه و کلزا هستند. پژوهش‌های مربوط به سال‌های 1996 تا 2013 میلادی (1375 تا 1392 هجری شمسی)، نشان می‌دهد که محصولات تراژن از مزیت‌هایی مانند افزایش تولید محصولات زراعی، عدم نیاز به آفت‌کش و علف‌کش، جلوگیری از آلودگی خاک به دلیل کاهش مصرف سموم دفع آفات نباتی، افزایش تنوع ژنتیک در گیاهان زراعی و باغی برخوردارند. البته بعضی بر این باورند که این محصولات می‌توانند آثار زیان باری برای سلامت انسان و تنوع زیستی داشته باشند. به همین علت سازمان بهداشت جهانی و سازمان خواروبار جهانی تأکید می‌کنند محصولات تراژن پس از اطمینان از بی‌خطر بودن برای سلامت انسان و محیط زیست، قابل مصرف‌اند.

کود

گیاهان، مواد غذایی مورد نیاز خود را از خاک به دست می‌آورند و بدین ترتیب مواد غذایی خاک کاهش می‌یابد. کشاورزان و باغداران برای جبران این کاهش، یکی از انواع کودهای زیستی یا شیمیایی را به کار می‌برند. کودهای زیستی، همان‌طور که از نامشان پیداست، در نتیجه تجزیهٔ جانداران و بقایای آنها و یا حاصل از فعالیت موجودات زنده به دست می‌آیند. کودهای شیمیایی ترکیباتی‌اند که با استفاده از مواد شیمیایی در کارخانه تولید می‌شوند.

استفاده از کودهای شیمیایی و آفتکش‌ها آلودگی آب، خاک و هوا را به دنبال دارد. همچنین کودهای شیمیایی علاوه بر آسیب رساندن به محیط زیست، موجب کاهش حاصلخیزی خاک و عدم ایمنی غذایی می‌گردند. آلودگی ناشی از کودها بر سلامت انسان نیز اثر می‌گذارد.

کمپوست یکی از انواع کودهای زیستی است که از تجزیهٔ پسماند مواد غذایی، باقی ماندهٔ گیاهان پس از برداشت محصول، فضولات و زواید غیرقابل مصرف دامی به دست می‌آید. «ورمی کمپوست» نیز یک کود زیستی است که از فضولات کرم خاکی حاصل می‌شود. در دهه‌های اخیر به دلیل آشکارشدن آثار سوء مصرف بی‌رویهٔ کودهای شیمیایی و قیمت بالای آنها، استفاده از کودهای زیستی در کشاورزی مطرح شده است.

در کشاورزی ارگانیک با استفاده از کودهای زیستی سلامت خاک، گیاه، انسان و سیاره زمین تأمین می‌شود. در این نوع کشاورزی از مواد شیمیایی و سموم دفع آفات در شرایط خاص و به مقدار محدود به کار می‌رود.

کشت گلخانه‌ای

تأمین غذا به دلیل بارندگی کم و نامنظم و وضعیت بحرانی منابع آب و خاک مشکل مهمی است که یکی از راه حل‌های آن کشت گلخانه‌ای است.

نابودی آفات و بیماری‌ها با روش‌های زیستی و کاهش مصرف سموم در گلخانه‌ها، باعث افزایش کیفیت محصول، حفظ محیط زیست و همچنین افزایش صادرات می‌شود.

چه باید کرد؟

من چه کار کنم؟

- در خانه ما غذا به اندازه مصرف پخته شود.
- در طول روز، زباله کمتری تولید کنیم.
- کاشتن گیاهان و درختان در محیط زندگی
- ..............
- ..............

از مسئولان چه انتظاراتی دارم؟

- تولید غذاهای با کیفیت بدون پسماند.
- جلوگیری از ورود فاضلاب صنعتی تصفیه نشده به زمین‌های کشاورزی.
- ممانعت از استفاده بی‌رویه کودهای شیمیایی در زمین‌های کشاورزی.
- تضمین سلامت خاک با کاهش استفاده از سموم مختلف در بخش کشاورزی
- ..............