به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب masoud shakarami

  • حجت الله یونسی*، احمد گودرزی، مسعود شاکرمی

    امروزه مدل های هیبریدی هوش مصنوعی به عنوان یک روش مناسب برای شبیه سازی پدیده های هیدرولوژیکی از جمله برآورد کمی جریان رودخانه ها مطرح است. بدین منظور جهت برآورد میزان آبدهی رودخانه ها رویکردهای متنوعی در هیدرولوژی وجود دارد که مدل های هوش مصنوعی از مهم ترین آن ها می باشد.  بنابراین در این پژوهش عملکرد مدل های رگرسیون بردار پشتیبان_ موجک، رگرسیون بردار پشتیبان_گرگ خاکستری و رگرسیون بردار پشتیبان_خفاش جهت شبیه سازی دبی رودخانه کشکان واقع در استان لرستان طی دوره ی آماری 1399-1389 در مقیاس زمانی روزانه ی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه ی میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا و بایاس برای ارزیابی و عملکرد مدل ها انتخاب شد. نتایج نشان داد الگوهای ترکیبی نتایج قابل قبولی در شبیه سازی دبی رودخانه دارند. مقایسه ی مدل ها نیز نشان داد مدل رگرسیون بردار پشتیبان-موجک در مرحله ی صحت سنجی مقادیر 960/0R2=، 045/0RMSE=، 024/0MAE =، 968/0NS= و001/0BIAS  در پیش بینی جریان روزانه ی رودخانه از خود نشان داده است. در مجموع نتایج نشان داد استفاده از مدل هیبریدی رگرسیون بردار پشتیبان-موجک می‏تواند در زمینه ی پیش بینی دبی روزانه مفید باشد.

    کلید واژگان: دبی رودخانه, شبیه سازی, مدل هیبریدی, کشکان-استان لرستان}
    Hojatolah Younesi *, Ahmad Godarzi, Masoud Shakarami

    Today, hybrid models of artificial intelligence are considered as a suitable method for simulating hydrological phenomena, including quantitative estimation of river flow. For this purpose, there are various approaches in hydrology to estimate the flow rate of rivers, of which artificial intelligence models are the most important. Therefore, in this study, the performance of support vector-wavelet regression, backup vector-gray wolf regression and bat-support vector regression models to simulate the flow of Kashkan river located in Lorestan province during the statistical period of 2010-2011 in the daily time scale were analyzed. The criteria of correlation coefficient, root mean square error and mean absolute value of error and bias were selected for evaluation and performance of the models. The results showed that the hybrid models have acceptable results in simulating the river discharge. Comparison of models also showed that the support-wavelet vector regression model in the validation stage showed values ​​of R2 = 0.960, RMSE = 0.045, MAE = 0.024, NS = 0.968 and BIAS = 0.001 in predicting daily river flow. . Overall, the results showed that the use of hybrid support-wavelet regression model can be useful in predicting daily discharge.

    Keywords: River flow, Simulation, Hybrid model, Kashkan-Lorestan Province}
  • مهدی سلیمانی مطلق*، مسعود شاکرمی

    خصوصیات هیدروگراف چشمه ی کارستی و ضریب خشکیدگی می تواند منعکس کننده ی نوسانات هیدرواقلیمی و خصوصیات فیزیکی و زمین شناسی سیستم آبخوان تغذیه کننده ی چشمه باشد. در این مطالعه به منظور شناسایی رفتار هیدرولوژیولوژیکی سراب کارستی مطهری خرم آباد طی نوسانات هیدرواقلیمی از تحلیل کمی منحنی خشکیدگی بر اساس معادله نمایی Maillet استفاده و ضریب منحنی خشکیدگی طی دوره ی 27 ساله (71-1370 تا 97-1396) محاسبه گردید. برای بررسی اثر نوسانات هیدرولوژیکی بر ضریب خشکیدگی هیدروگراف، تغییرات سری زمانی ضریب تخلیه در هنگام جریان پایه از طریق شاخص خشک سالی هیدرولوژیکی SDI تحلیل، سپس همبستگی آماری این شاخص با شاخص خشک سالی کسری تبخیر و تعرق SEDI تحلیل گردید. نتایج نشان داد ضریب خشکیدگی دارای روند خطی صعودی بوده و مقدار آن در هنگام خشک سالی های ملایم تا شدید از 0082/0 تا 0574/0 تغییر کرده است. مقایسه ی آماری بین سری زمانی ضریب خشکیدگی با مقادیر شاخص SDI نشان داد که یک همبستگی معکوس معنی دار با ضریب منفی 65 درصد وجود دارد؛ یعنی اینکه که با افزایش خشک سالی هیدرولوژیکی چشمه، ضریب تخلیه ی آن افزایش و زهکشی سریع تر صورت می گیرد. بخشی از این تغییرات، ناشی از نوسانات اقلیمی و بیولوژیکی است. این اثرات با بررسی همبستگی بین شاخص های SDI و SEDI در مقیاس زمانی 6 ماهه بر اساس روش تحلیل طیفی و همبستگی متقابل در فواصل اطمینان 95 درصد تایید شد. علاوه بر نوسانات هیدرواقلیمی، ضریب خشکیدگی سراب می تواند تحت تاثیر خصوصیات سازند کربناته سروک با لیتولوژی آهک و تا حدودی مواد ریزدانه متشکله ی آن باشد؛ به طوری که در زمان خشک سالی ها، جریان آب پایه تحت جریان مجرایی و آب ذخیره شده در بدنه ی سفره قرار می گیرد و در اثر مجاری بزرگ کارستی و گسله ی سازند سروک، تحت شیب هیدرولیکی زیاد تخلیه می شود. در سال های تر علاوه بر هدایت سریع آب توسط مجاری کارستی و شکستگی ها، احتمالا در هنگام تداوم آب پایه با هدایت آب تغذیه شده ی ماه های تر از طاقدیس سروک به درون زمینه دارای خلل و فرج ریزتر و شامل مواد آهکی با ترکیب ماسه و مارن در اعماق پایین تر، باعث ذخیره ی زیاد دینامیکی و تغییرات کم دبی با شیب هیدرولیکی کم در ماه های خشک می شوند. درمجموع نتایج این تحقیق، نگرشی جامع به مدیریت چشمه های کارستی با پیش بینی خشک سالی ها و تحلیل ضریب خشکیدگی آن ها می دهد.

    کلید واژگان: ضریب خشکیدگی, منحنی فروکش, کارستیک, شاخص SEDI, سراب مطهری}
    Mahdi Soleimani Motlagh*, Masoud Shakarami

    The hydrographic specifications of the karstic spring and the recession coefficient can reflect the hydro-climatic fluctuations and physical and geological characteristics of the aquifer system recharging the spring. In this study, in order to identify the hydrological geological behavior of Khorramabad Motahhari karstic Springhead (Sarab) during hydro-climatic fluctuations, quantitative analysis of recession curve based on Maillet exponential equation and coefficient of recession curve during wet years in a 27-year period (from 1991-92 to 2017-18) was calculated. To investigate the effect of hydrological fluctuations on the recession coefficient of Motahhari spring hydrograph, the changes in the time series of discharge coefficient during the base flow was analyzed by SDI hydrological drought index. Then, the statistical correlation of this index with evapotranspiration deficit index (SEDI) was analyzed to investigate the hydrological relationship and affectivity of the spring recession coefficient from climate fluctuations and biological changes. The results showed that the recession coefficient of Motahhari spring during the statistical period has an upward linear trend and its value has changed from 0.0081 to 0.0574 during mild and severe droughts, respectively. Statistical comparison of the time series of the recession coefficient of the mentioned spring with the values of SDI index showed that there is a significant inverse correlation with a negative coefficient of 65%. This means that with increasing hydrological drought of Motahhari spring and decreasing SDI values, the discharge coefficient of the spring increases and drainage takes place faster. Part of these changes is due to climatic and biological fluctuations. These effects were confirmed by the correlation between SDI and SEDI indices at a time scale of 6 months based on spectral analysis and cross-correlation at 95% confidence intervals. In addition, the spring recession coefficient can be influenced by the characteristics of Sarvak carbonate formation with limestone lithology and to some extent its fine-grained material. So, during droughts, the baseflow is affected by the conduit-flow and water stored in the body of the karstic aquifer and or due to large karst conduit and faults of Sarvak Formation, cause quickflow. In wet years, in addition to the rapid conduction of water by karstic conduits and fractures, probably recharged water from the Sarvak anticline flows into grained material with smaller pores consisting of calcareous material with a combination of sand and marl. These can cause high dynamic storage and low baseflow changes with a low hydraulic slope in dry months. In general, the results of this study give a comprehensive approach to karst spring management by predicting droughts and analyzing their drought coefficient.

    Keywords: Drought coefficient, Reduction curve, Karst, SEDI index, Motahhari Spring}
  • حمید زارع ابیانه*، رسول یوسفی، مهدی جوزی، عباس عباسی، مسعود شاکرمی

    در سالیان اخیر به دلیل محدودیت منابع آب در دشت ملایر، روش های آبیاری از سطحی به تحت فشار در حال تغییر است. هدف این پژوهش بررسی تغییرات کیفیت خاک به دلیل تغییر روش آبیاری بود. در این پژوهش 14 مزرعه و دو باغ مجهز به سامانه ی آبیاری بارانی و قطره ای انتخاب و تغییرات کیفی خاک آن ها نسبت به مقادیر متناظر قبل از اجرا با آزمون آماری من ویتنی ارزیابی شد. پارامترهای کیفی خاک شامل اسیدیته (pH)، نیتروژن (N)، فسفر (P)، مواد آلی (C)، هدایت الکتریکی املاح (ECe) و پتاسیم (K) بود. نقشه پهنه بندی پارامترهای کیفی موردبررسی نیز با استفاده از نرم افزار Arc GIS در قبل و بعد از اجرای سامانه های آبیاری تحت فشار تهیه شد. نتایج نشان داد تفاوت بین مقادیر پارامترهای موردبررسی قبل و بعد از اجرای سامانه های آبیاری تحت فشار شامل ECe، pH و C در سطح احتمال 5% غیرمعنی دار و تغییرات P، K و N معنی دار بود. نتایج اندازه گیری پارامترهای کیفی بیان گر افزایش میانگین مقادیر pH، N، P و C به ترتیب از 72/7 به 80/7، 067/0 به mg/kg 121/0، 01/11 به mg/kg 95/17 و 68/0 به 80/0% نسبت به قبل از اجرای سامانه های آبیاری تحت فشار بود. اما مقادیر ECe و K خاک مزارع به ترتیب از 06/1 به dS/m 53/0 و 1/255 به mg/kg 156 کاهش نشان داد. نتایج نشان داد تغییر روش آبیاری باعث کاهش پتاسیم و افزایش فسفر و نیتروژن خاک شد.

    کلید واژگان: آبشویی, آبیاری بارانی, آزمون من ویتنی, شوری خاک}
    Hamid Zare Abyaneh *, Rasul Yousefi, Mehdi Jovzi, Abbas Abbasi, Masoud Shakarami

    In recent years, due to limited water resources in Malayer plain, irrigation methods are changing from surface to under pressure. The purpose of this study was to investigate changes in soil quality due to changes in irrigation methods. For this purpose, 14 farms and 2 orchards equipped with sprinkler and drip irrigation system were selected and their soil quality changes compared with the corresponding values before implementation were evaluated by Mann-Whitney statistical test. Soil quality parameters included acidity (pH), nitrogen (N), phosphorus (P), organic matter (C), electrical conductivity of solutes (ECe) and potassium (K). The zoning map of the studied quality parameters was also prepared using ArcGIS software before and after the implementation of pressurized irrigation systems. The results showed that the difference between the values of the studied parameters before and after the implementation of pressurized irrigation systems including ECe, pH and C were non-significant at the level of 5% probability and the changes of P, K and N were significant. The results of measuring the qualitative parameters showed an increase in the mean values of pH, N, P and C from 7.72 to 7.80, 0.067 to 0.121 mg/kg, 11.01 to 17.95 mg/kg and 0.68 to 0.80%, respectively, compared with before the implementation of pressurized irrigation systems. However, ECe and K values of field soils decreased from 1.06 to 0.53 dS/m and 255.1 to 156 mg/kg, respectively. The results showed that changing the irrigation method reduced potassium and increased soil phosphorus and nitrogen.

    Keywords: Leaching, Mann-Whitney test, Soil salinity, Sprinkler Irrigation}
  • مسعود شاکرمی

    هدف از تحقیق حاضر، تخمین سطح آب زیرزمینی دشت الشتر در زمان های ،  و  با استفاده از پارامترهای دما، بارش و سطح آب زیرزمینی در زمان های ،  و  با استفاده از مدل های شبکه عصبی (ANN)، سیستم استنتاج عصبی-فازی (ANFIS)، عصبی- موجک (WNN) و تلفیق شبکه ی عصبی- فازی- موجک (WNF) می باشد. جهت ارزیابی مدل ها از دو شاخص  و RMSE استفاده گردید. نتایج حاصل از پیش بینی مدل های مختلف نشان داد که ANFIS، WNN و WNF نسبت به مدل ANN در پیش بینی عمق سطح آب زیرزمینی دارای دقت بالاتری می باشند. همچنین مقایسه نتایج حاصل از  مدل هایی با پایه موجک و دیگر مدل ها نشان می دهد، این مدل ها (WNN و WMF) دارای دقت بالاتری نسبت به دیگر مدل ها می باشند. به طوریکه استفاده از مدل WNF نسبت به ANN شاخص R2 را از 94/0 به 98/ 0 (در پیش بینی یک ماه)، 84/0 به 93/0 (در پیش بینی سه ماهه) 76/0 به 85/0 (در پیش بینی شش ماهه) افزایش داده است. همچنین مدل WNF نسبت به ANN، شاخص RMSE را به ترتیب از 56/0 به 32/0 (در پیش بینی یک ماه)، 96/0 به 66/0 (در پیش بینی سه ماهه) و 18/1 به 97/0 (در پیش بینی شش ماهه) کاهش داده است. نتایج پیش بینی عمق سطح آب زیرزمینی با مدل های چهارگانه نشان داد که این مدل ها در پیش بینی گام های زمانی کوتاه تر، دارای نتایج دقیقتر بوده و استفاده از آنها در پیش بینی های با تاخیر زمانی بیشتر از سه ماهه، نه تنها تاثیر چندانی بر دقت مدل نداشته بلکه در مدل های با پایه موجک، سبب کاهش دقت می شود.

    کلید واژگان: آب های زیرزمینی, الشتر, تبدیل موجک, سری زمانی, عصبی- فازی-موجک}
    Masoud Shakarami

    The aim of this study was to estimate the groundwater level of Aleshtar plain at times t + 1, t + 3 and t + 6 using the parameters of temperature, precipitation and groundwater level at times t, t-1 and t-2 using models: neural network (ANN) , a neural fuzzy inference system (ANFIS), a neural-wavelet (WNN), and an integrated neural-fuzzy-wavelet (WNF) network. Two indices R2 and RMSE were used to evaluate the models. The results of predicting different models showed that ANFIS, WNN and WNF have higher accuracy in predicting groundwater level than ANN model. Also, the comparison of the results obtained from wavelet-based models and other models showed that these models (WNN and WMF) have higher accuracy than other models due to pre-processing and data analysis. The use of WNF model compared to ANN has increased the R2 index from 0.94 to 0.98 (in one-month forecast), 0.84 to 0.93 (in three-month forecast) 0.76 to 0.85 ( In the six-month forecast). Also, WNF compared to ANN model, has decreased RMSE index from 0.56 to 0.32 (in one-month forecast), 0.96 to 0.66 (in three-month forecast) and 1.18 to 0.97 (in the six-month forecast). The results of groundwater depth prediction with four models showed that these models have more accurate in predicting shorter time steps. Also, using of models in predictions with a time delay of more than three months, not only does not have much effect on the accuracy of the model, but in models with wavelet basis reduces the accuracy.

    Keywords: Aleshtar, Groundwater, Neuro-fuzzy-Wavelet, time series, wavelet transform}
  • مسعود شاکرمی*، صفر معروفی

    برای ارزیابی کاربرد فاضلاب شهری و لجن فاضلاب بر آبشویی فلزات سنگین از ستون خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در 27 لایسیمتر انجام شد. فاکتورها، شامل سه نوع آب آبیاری: آب معمولی (1W)، فاضلاب خام (2W) و فاضلاب تصفیه شده (3W)؛ سه سطح لجن فاضلاب: 0 (1S)، 50 (2S) و 100 (3S) تن در هکتار می باشند. پس از طراحی و آماده سازی لایسیمترها، گیاه نعناع در آنها کشت و میزان فلزات روی، سرب، نیکل و کادمیم موجود در زه آب لایسیمترها، بعد از هر نوبت آبیاری اندازه گیری شد. در مجموع، در طول فصل رشد، سیزده آبیاری صورت گرفت. نتایج نشان داد که با مصرف فاضلاب و لجن، فلزات سنگین (به جز کادمیم) به زه آب های خروجی انتقال می یابند؛ اما غلظت فلزات، بسیار پایین تر از مقدار مجاز ارائه شده در استانداردها می باشد. دامنه تغییرات روی (66/1-0 میلی گرم در لیتر)، سرب (05/0-0 میلی گرم در لیتر) و نیکل (05/0-0 میلی گرم در لیتر) در نوسان بود. با وجود پایین تر بودن میزان فلزات نسبت به استانداردها، باید دقت ویژه ای در استفاده از فاضلاب (به ویژه فاضلاب خام) و لجن داشته باشیم؛ زیرا با گذشت زمان و تجزیه مواد آلی، این فلزات می توانند وارد آب های زیرزمینی شوند و برای انسان و محیط زیست خطرآفرین باشند.

    کلید واژگان: عناصر سنگین, فاضلاب, لجن فاضلاب, مطالعات ستونی, نعناع}
    masoud shakarami*, Safar Marofi

    Due to its especial geographic condition, Iran, as a semi-arid country, suffers from water shortage for domestic, industrial and agricultural usages. As limited water supplies, the use of non-conventional water resources, such as industrial or municipal wastewater, is a common practice in many parts of the world including Iran. It is estimated that at least 20 million hectares in 50 countries are irrigated with raw or partially treated wastewater. Also, it is estimated that the potential volume of wastewater in urban and rural areas of Iran will be 4369 and 823 million m3, respectively. On the other hand, the use of sewage sludge in agricultural soils has been widespread in many countries around the world, also in Iran. The use of sewage sludge in agricultural has been shown to improve the soil’s characteristics such as organic matter, nutrients, porosity, aggregate stability, bulk density and plant productivity. Despite the growing interest in wastewater and sewage sludge usage, excessive use of them may have some harmful effects such as human health problems, runoff and leaching of nutrients to surface and groundwater, undesirable chemical constituents, pathogenesis, accumulations of heavy metals in plants and soils, negative environmental and health impacts. So, wastewater and sewage sludge use should be under controlled conditions to minimize the health risks of pollution to agricultural products, soil. Heavy metals are extremely persistent in the environment; as they are non-degradable and thus, readily accumulated at toxic levels. Metals can also accumulate in the soil at toxic levels due to long term use of wastewater. There is potential for inorganic nutrients and heavy metals present in wastewater and sewage sludge that transfer in the soil column and pollutant surface and groundwater. Today, medicinal plants are cultivated commercially in the polluted environments where soil, water and air contain rather high levels of pollutants. These plants appear to be a good choice for phytoremediation since these species are mainly grown for secondary products (essential oil) thus, the contamination of the food chain with heavy metals is eliminated. Aromatic and medicinal plants also have a demonstrated ability to accumulate heavy metals. The Mint (Mentha spicata) is a medicinal plant which has received considerable economic importance due to the large demand for its essential oil in food, pharmaceutical, cosmetic and hygiene industries. The purpose of this study was to determine the leach of heavy metals (Zn, Pb, Niand Cd) from the wastewater and sewage sludge to the soil column under Mint cultivation. This study was conducted at the Bu-Ali Sina University greenhouse located in Hamedan, western Iran. The experiment was run in May 2015- February 2016), including 5 months for soil preparation (in lysimeters) and 5 months for crop cultivation and harvesting. To evaluate the use of wastewater and its sewage sludge on on transferring heavy metals in soil column under Mint cultivation, a factorial experiment based on completely randomized was designed with three replications in 27 lysimeters. The factors included three types of watering: tap water (W1), raw wastewater (W2) and treated wastewater (W3), and three sewage sludge levels: 0 (S1), 50 (S2) and 100 tha-1 (S3). Therefore, 9 treatments (W1S1 to W3S3) were considered for investigation. 27 volumetric lysimeters were applied as cultivation beds (26 × 30 × 30 cm). The soil had two layers: the upper layer (0 to 50 cm) with sandy loam texture, and the bottom layer (50 to 110 cm) with sandy clay loam texture. After beds preparation, Mint (Mentha spicata) was planted in them. The raw and treated wastewaters as well as sewage sludge were prepared from wastewater treatment plant of Hamedan. Overall, 13 irrigation programs with 10-day intervals were applied. Zn, Pb, Ni and Cd concentrations in leachate were measured after each watering. The results showed the effect of watering and sewage sludge on heavy metals concentration of drainage water was statistically significant. Also, the result showed that wastewater and sewage sludge increase all (except Cd) leached heavy metals comparing to the control. In all treatments, concentrated Zn, Pb, Ni and Cd in the soil profile ranged from 0 to 1.66, 0 to 0.05, 0 to 0.05 and 0.0 to 0.0 mg/l, respectively. The concentrations of all heavy metals in drained water, was very lower than the FAO standard. By performing continuous irrigations, the trends of heavy metals (zinc, lead and nickel) were irregular schema (especially the use of wastewater and sewage) at different times. The first five irrigations showed an upward and the others showed a downward path.

    Keywords: Mint, Heavy Metals, Studies column, Waste water, Sewage Sludge}
  • مسعود شاکرمی*، صفر معروفی
    تحقیق حاضر به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در شرایط لایسیمتری با سه نوع آب آبیاری: آب معمولی (1W)، فاضلاب خام (2W) و فاضلاب تصفیه شده (3W) و سه سطح لجن فاضلاب: 0 (1S)، 50 (2S) و 100 (3S) تن در هکتار انجام شد. لایسیمترها، با خاک دو لایه پر و گیاه نعناع در آنها کشت گردید. عملکرد، میزان عناصر مغذی گیاه و میزان فلزات سرب، نیکل و کادمیم در گیاه (شاخساره) و خاک (اعماق 10 و 40 سانتیمتری) تعیین گردیدند. نتایج نشان داد کاربرد فاضلاب و لجن، میزان فلزات خاک را افزایش، به طوری که نسبت به شاهد، تیمار 3S2W میزان سرب، نیکل و کادمیوم را به ترتیب 304، 375 و 208 درصد افزایش داده است. همچنین نتایج نشان داد کاربرد فاضلاب و لجن سبب افزایش معنی دار وزن های تر و خشک و همچنین میزان سرب، نیکل و کادمیوم گیاه می گردد. دامنه تغییرات وزن های تر و خشک گیاه به ترتیب 161- 31 و 54- 11 گرم در لایسیمتر، دامنه تغییرات نیتروژن و فسفر به ترتیب 93/2- 12/1 و 56/0- 19/0 درصد وزن خشک گیاه، دامنه تغییرات پتاسیم (85/3- 05/1)، نیکل (71/0- 02/0)، سرب (57/0- 01/0) و کادمیم (3/0- 01/0 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) گیاه، در نوسان می باشد.
    کلید واژگان: فاضلاب, لجن فاضلاب, نعناع, پارامترهای رشد, عناصر سنگین}
    Masoud Shakarami *, Safar Maroufi
    Introduction
    Due to its especial geographic condition, Iran, as a semi-arid country, suffers from water shortage for domestic, industrial and agricultural usages. As limited water supplies, the use of non-conventional water resources such as industrial or municipal wastewater, is common practice in many parts of the world including Iran. It is estimated that at least 20 million hectares in 50 countries are irrigated with raw or partially treated wastewater. Also it is estimated that potential volume of wastewater in urban and rural areas in Iran will be 4369 and 823 million m3, respectively. On the other, the application of sewage sludge in agricultural soils has been widespread in many countries around the world and also in Iran. The application of sewage sludge in agricultural has been shown to improve soils such as organic matter, nutrients, porosity, aggregate stability, bulk density and plant productivity. Despite the growing interest in wastewater and sewage sludge usage, excessive application of them may have some harmful effects such as human health problems, runoff and leaching of nutrients to surface and groundwater, undesirable chemical constituents, pathogens, accumulations of heavy metals in plants and soils, negative environmental and health impacts. So, wastewater and sewage sludge application should be under controlled conditions to minimize health risks of pollution to agricultural products, soil, ground and surface water. The use of medicinal plants and herbal medicines is increasing rapidly all over the world, which shows the importance of cultivation and production of these plants. One of the important needs of medicinal plants, in order to achieve high performance and quality, is plant nutritional needs. Therefore increasing in soil fertility, could be increased yield of medicinal plants. Medicinal plants today are cultivated commercially in polluted environments where soil, water and air contain rather high levels of pollutants. These plants appear to be a good choice for phytoremediation since these species are mainly grown for secondary products (essential oil) thus the contamination of the food chain with heavy metals is eliminated. Aromatic and medicinal plants also have a demonstrated ability to accumulate heavy metals. The mint (Mentha spicata) is a medicinal plants and it has received considerable economic importance due to the large demand for its essential oil in food, pharmaceutical, cosmetic and hygiene industries. The objective of this study was to determine the use of wastewater, sewage sludge on growth and nutrient concentrations of mint (Mentha spicata).
    Matherials and Methods
    This study was conducted at the greenhouse of Bu-Ali Sina University located in Hamedan, western Iran. The experiment was run in May 2015- February 2016), including 5 months for soil preparation (in lysimeters) and 5 months for crop cultivation and harvesting. To evaluate the use of wastewater and its sewage sludge on growth and nutrient concentration of mint (Mentha spicata), a factorial experiment based on completely randomized was designed with three replications in 27 lysimeters. The factors included three types of watering: tap water (W1), raw wastewater (W2) and treated wastewater (W3), three sewage sludge levels: 0 (S1), 50 (S2) and 100 tha-1 (S3) and three time of harvesting (T1, T2 and T3). Therefore, 9 treatments (W1S1 to W3S3) were considered for investigation. It is noted that the time of harvesting factor was not considered to be an independent factor. 27 volumetric lysimeters were applied as Cultivation beds (26 × 30 × 30 cm). The soil had two layers: the upper layer (0 to 50 cm) with sandy loam texture, and the bottom layer (50 to 110 cm) with sandy clay loam texture. After beds preparation, mint (Mentha spicata) was planted in them. The raw and treated wastewaters as well as sewage sludge were prepared from wastewater treatment plant of Hamedan. Also, municipal compost was prepared from Kermanshah Compost Company. Overall, 13 irrigation programs with 10-day intervals were applied. The plants shoot were harvested at the full flowering stage in 3 times. At the end of each harvesting stage, the fresh and dry weights, as well as the amount of N, P, K, Ni, Cd and Pb of mint were measured. Also after the last harvesting, soil samples were taken at two depth of lysimeter: D1: 10, D2: 40 and D3: 85 cm. Soil samples were analyzed for Ni, Pb, Cd, total N, total p and K.
    Discussion of Results
    The ANOVA test for effects of water quality and compost levels on fresh and dry weight as well as nutrient in mint showed that the amount of N, K, P and Cd were influenced by interaction between water quality and sewage sludge levels. But amount of Ni and Pb in shoot of mint was not influenced by interaction between water quality and sewage sludge levels. The results showed that using of wastewater and sewage sludge heavy metals in soil, so, compared to control, W2S3 were increases Pb, Ni and Cd in soil 304, 375 and 208 percent respectively. The heavy metals accumulated in soil surface layers (at depths of 10) and heavy metal concentrations and their ranges decreased with deepening of soil layer. had low vertical movement. Preferential flow and metal complexation with soluble organic apparently allow leaching of heavy metals. Also, the result showed that application of wastewater and sewage sludge increased fresh and dry weights of mint. As, in compartion control, W3S3 incresed fresh weight and dry weight of plant to 257 and 239 %, respectively. Also, performance of plant were increased during next harvesting. Many of researchers reported that providing balance nutrients and gradual nutrient release from organic sources during period of growth can be positive role in enhancing the growth of mint. The reasons for increasing the yield of plants include: Having the organic matter, increasing soil water holding capacity, strengthening the plant hormone-like activities, increasing nutrient uptake by plants and to generally improve the chemical and physical soil structure, noted. The amount of nitrogen in plant was varied among the treatments. The maximum (4.65 %) and minimum (1.11 % dry weight) amounts of nitrogen were observed in W2S3 and W1S1, respectively. Total N concentration in W2S3 was 3.12 times greater than that in W1C1. Also the highest amount of P (0.67 % dry weight) and K (3.85 mg in dry weight) was observed in W2S3. Also, the results indicate that using the wastewater (raw wastewater andtreated wastewater) and sewage sludge (50 and 100 tha-1), compared to the control (fresh water and soil without any sewaage), increas heavy metals (Ni, Pb and Cd) of mint. As, maximum and minimum of heavy metals concentration in the shoot of mint were obtained in W2 and W3 as well as in C3 and C1, respectively.The concentrations of heavy metals (mg kg-1 dry wt.) in mint ranged from 0.01 to 0.57 for Pb, 0.02 to 0.71 for Ni and 0.01 to 0.3 for Cd. The results of this study showed that the amount of heavy metals (Ni, Pb and CD), were lower than the international Cd standard level of FAO. The reasons for the increase in the amount of nitrogen, phosphorus and potassium in plant can be noted rich wastewater and sludge in elements.
    Conclusions
    In thudy, the effects of wastewater sewage sludge on nutrient concentrations and growth of mint (Mentha spicata) were studied.The results showed that the use of wastewater (raw and treated) and sewage sludge different levels of sludge, increased performance and uptake N, P, K, zinc, Pb, Ni and Cd in plant significantly. Although the concentration levels of Pb, Ni and Cd is lower than the limit of FAO standard, but long-term use of these wastes should be done cautiously.
    Keywords: Wastewater, sewage sludge, Mint, Growth parameters, Heavy metal}
  • مسعود شاکرمی، صفر معروفی، فرشاد دشتی، قاسم رحیمی، نصرالدین پارسافر
    به منظور بررسی اثر فاضلاب و کمپوست بر شاخص های رشد و تجمع برخی از عناصر کم مصرف و فلزات سنگین در گیاه ریحان، تحقیقی با سه نوع آب که شامل فاضلاب تصفیه شده (1W)، ترکیب 50 درصد فاضلاب خام و آب شرب (2W) و آب شرب (3W) و همچنین دو سطح کمپوست که شامل هشتاد تن در هکتار (1C) و بدون کمپوست (2C) در سه زمان برداشت (1T، 2T و 3T) در قالب آزمایش فاکتوریل و براساس طرح آماری کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط لایسیمتری انجام گرفت. لایسیمترها پس از ساخت، با خاک سه لایه پر و گیاه در آنها کاشته شد. نتایج نشان داد که اثر نوع آب بر کلیه صفات رشد و تجمع عناصر در گیاه (به جزء روی در برگ) معنی دار بود به گونه ای که 1W دارای بیشترین تجمع عناصر بود. اثر کمپوست بر شاخص های رشد صرفا بر ارتفاع بوته و بر کلیه عناصر اثر معنی داری داشت. بالاترین میانگین شاخص های رشد و عناصر در سطح 1C مشاهده گردید. اثر چین بر وزن خشک و ارتفاع بوته معنی دار بود و با تداوم چین، بر میزان شاخص های رشد و تجمع عناصر در برگ و ساقه افزوده شد. اثر متقابل فاضلاب و کمپوست فقط بر تجمع سرب و منگنز موجود در برگ معنی دار بود. همچنین اثر متقابل فاضلاب و چین فقط بر وزن های تر و خشک معنی دار گردید. بالاترین وزن تر (78/377) و وزن خشک (83/42 گرم) به ترتیب در 2T1W و 3T1W مشاهده گردید. بالاترین میزان سرب (17/0) و منگنز (28/53 میلی گرم بر وزن خشک) در 1C2W مشاهده شد.
    کلید واژگان: فاضلاب, کمپوست, ریحان, پارامترهای رشد, عناصر سنگین}
    Masoud Shakarami, Safar Marofi, Farshad Dashti, Ghasem Rahimi, Nasro Aldin Parsafar
    In this research in order to investigate the effect of municipal waste wastewater and compost on growth parameters and heavy metals concentration in basil a completely randomized factorial experiment (with three repeat) was desgned and illustrated in lysimeteric greenhouse condition. The first factor consists of three watering: treated wastewater (W1)، a composition of 50% raw wastewater and 50% fresh water (W2) and fresh water (W3). The second factor consisted of two levels of compost: 80 tons per hectare (C1) and without any compost (C2) and third factor concerned to the time of harvesting (T1، T2 and T3). After lysimeters design and construction، they were filled with three layer of soil based on natural soil profile of the region and and than basil was cultivated. The results showed that the effect watering quality on all growth paramiters and heavy metal (except Zn in the leaves) were significant. W1 identified as a watering with the highest heavy metal concentration. The effect of compost on plant growth parameters was only significant effect on stem height. It also showed significant effects on all heavy metal except cadmium. The maximum growth parameters and heavy metal concentration were observed in C1. Time of harvesting effect on dry weight and plant height were significant. This results show that the growth parameters and heavy metal concentration were increased during the next harvesting. Interaction effect of watering quality and compost was not significant، excepted to Pb and Mn in leaves. The interaction of watering quality and harvesting were significant only in wet and dry weights. The maximum crop wet (377. 78) and dry (42. 83 gm) weights were observed in W1T2 and W1T3، respectively. The highest concentration of Pb (0. 17) and Mn (53. 28 mg in dry weight) was observed in treated C1W2.
    Keywords: Wastewater, Compst, Basil, Growth parameters, Heavy metal}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال