اهمیت، ضرورت، اهداف و روش تحقیق:
مشخصات رسوبات یکی از موارد مهم علم اقیانوس شناسی و ژئوشیمایی است که ممکن است به درک درست پدیده ها از قبیل توزیع آلاینده ها و ارتباط آنها با پارامترهای ژئوشیمیایی و هیدرودینامیک در منطقه کمک کند. طبیعت، توزیع سایز و برخی خواص فیزیکوشیمیایی رسوبات دریایی ممکن به درک درست اتفاقات اکوسیستم از قبیل شرایط اکسیداسیون-احیاء، فعالیت میکروارگانیزمها و چگونگی رسوبگذاری کمک کنند. در حال حاضر، غنی سازی انسان ساخت (غنی شدگی مواد مغذی) دریاچه ها و ستون آبی یکی از مشکلات جهانی کیفیت آب و سلامت آبزیان یک اکوسیستم محسوب می گردد. افزایش مواد مغذی (خصوصا نیتروژن و فسفر) در دریاچه ها اغلب سبب تغییرات زیادی ازقبیل شکوفایی جلبکی و غیره می گردد. ورود منابع داخلی (Internal loading) در دریاچه ها زمانی اتفاق می افتد که شرایط رسوبات دریاچه برای آزاد شدن نیتروژن و فسفر به ستون آب مهیا گردد، که در نتیجه شاهد افزایش فسفر (بخصوص فسفر قابل دسترس) و نیتروژن به ستون آبی می باشیم صرف نظر از ورود منابع خارجی (External loading). 80 درصد از فسفر ورودی به دریاچه ها تحت شرایط خاص از منایع داخلی آن دریاچه تامین می گردد. غالبا"، ذخیره فسفر در رسوبات دریاچه های یوتروف 100 برابر بیش از ستون آب است و فسفر توانایی خروج از عمق 20 سانتیمتری رسوبات را دارد. رسوبات دریاچه ها، که متشکل از مواد معدنی مختلف، آب، اجزای معدنی و آلی شیمیایی می باشد می تواند بر آزاد سازی و دفن مواد مغذی اثر داشته باشند. بنابراین با توجه به شکوفایی های مختلف در دریای خزر (کشنده شیری) نیاز است که به بررسی این ترکیبات در رسوبات این منطقه پرداخت. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات زمانی-مکانی اشکال مختلف فسفر و ازت به همراه مواد آلی و برخی پارامترهای محیطی و عوامل جذب و دفع این ترکیبات در رسوبات سطحی حوزه جنوبی دریای خزر بوده است. در این تحقیق تعداد 48 نمونه رسوب سطحی در چهار نیم خط (بندر انزلی، تنکابن، بندر نوشهر و بندر امیرآباد) و سه عمق (5، 10 و 20 متر) طی چهار فصل در سال 1392 جمع آوری گردید.
نتایج:
نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین سالانه فرم های مختلف فسفر از قبیل فسفر جذب سطحی (Adsorbed-P)، فسفر متصل به آهن (Fe-P)، فسفر متصل به آلومینیم (Al-P)، فسفر قابل دسترس (Bioava.-P)، فسفر متصل به کلسیم (Ca-P)، فسفر معدنی(TIP)، فسفر باقیمانده (Res.-P) و فسفر کل (TP) به ترتیب برابر 63/0±68/6، 44/2±90/60، 39/2±94/26، 68/3±52/94، 36±1868، 37±1963، 52/9±51/87 و 38±2050 میکروگرم برگرم وزن خشک بوده است. نتایج بدست آمده بیانگر بالاتر بودن فرمهای معدنی فسفر در فصول مختلف بود، بطوریکه میانگین سالانه سهم فرم باقیمانده که شامل فرمهای آلی و غیرقابل تجزیه می باشد کمتر از 5 درصد بوده است.. در بین فرمهای معدنی فسفر در رسوبات، درصد فسفر متصل به کلسیم به بیش از 90 درصد رسیدو سهم فسفر قابل دسترس کمتر از 10 درصد ثبت گردید. همچنین در میان سه فرم فسفر قابل دسترس (فسفرجذب سطحی، فسفر متصل به آهن و فسفر متصل به آلومینیم) فسفر متصل به آهن و فسفر جذب سطحی به ترتیب بیشترین وکمترین درصد را دارا بوده اند بطوریکه اشکال مختلف فسفر در رسوبات به ترتیب
>Org-P>Fe-P>Al-P>Adsorbed-P Ca-P ثبت گردید.میانگین سالانه فرم های مختلف ازت از قبیل ازت آمونیمی (NH4/N)، ازت نیتراتی (NO3/N)، ازت معدنی (TIN)، ازت آلی (TON) و ازت کل (TN) به ترتیب برابر 23/0±56/2، 12/0±89/0، 26/0±52/3، 27/0±06/6 و 32/0±57/9 میکروگرم برگرم وزن خشک بوده است. سهم سالانه فرم ازت آلی تقریبا دو برابر فرم معدنی می باشد. در بین فرمهای معدنی ازت در رسوبات درصد آمونیم تقریبا سه برابر نیترات ثبت گردید. همچنین میانگین غلظت آهن(Fe)، آلومینیم (Al)، کلسیم (Ca) ، پتانسیل اکسیداسیون و احیاء (Eh) و درصدکربن آلی (TOC%) به ترتیب برابر 65/0±39/25، 68/0±76/18، 50/1±15/60 میلی گرم بر گرم وزن خشک، 68/0±02/67- و 09/0±11/1 ثبت گردید.حداکثر میانگین سه عنصر کربن (171±1152)، ازت (05/0±87/0) و فسفر(23±74) میکرومولار بر گرم به ترتیب در فصول پاییز، زمستان و تابستان ثبت گردید. همچنین حداکثر نسبت های کربن به فسفر (3/2±8/16) و کربن به ازت (363±2378) در فصل پاییز بدست آمده است. نتیجه اینکه، در خصوص جذب و رهاسازی فسفر جذب سطحی، فسفر متصل به آهن (Fe-P) و فسفر متصل به آلومینیم (Al-P) به ترتیب عامل دما، پتانسیل اکسیداسیون احیاء و pH نقش بارزی را نشان داده اند. با در نظر گرفتن نسبت فرمهای مختلف ازت در رسوبات به آب عمقی می توان دریافت که انتقال ازت معدنی نسبت به ازت آلی از رسوب به ستون آبی بیشتر صورت می گیرد زیرا دارای نسبت های بالایی بوده اند. مطالعه حاضر نشان داد نسبت TOC:TN بسیار بالا بوده که می تواند یدلیل حضور مواد آلی باشد که به سختی تجزیه می شوند. در مقابل، نسبت TOC:TP پایین بوده که این امر نشان می دهد احتمالا" ترکیبات آلی فسفر مربوط به پروتئین و فسفولیپدها نبوده و منشاء دیگری داشته است.
دستورالعمل فنی و توصیه ترویجی:
بررسی داده های پارامترهای مختلف نشان داد که در بروز شکوفایی جلبکی (کشنده شیری) دریای خزر عوامل مختلفی دخیل بوده است. بر این اساس با توجه به غلظت کم مواد مغذی در ستون آب ما را بر آن داشت که بدنبال این منابع در رسوبات بگردیم. بنابراین نتایج این تحقیق بطور بارزی نشان داد که منابع فسفر و نیتروژن زیادی در رسوبات وجود دارد که با توجه عوامل آزادسازی آنها از رسوبات می توان ادعا کرد که فرمهای قابل دسترس این ترکیبات می تواند در اختیار موجودات در ستون آبی قرار گیرد تا در صورت مهیا شدن شرایط دیگر به شکوفایی جلبکی منجر گردد. ضمن ان که نتایج بدست آمده نیز افزایش بار آلی را همچون سال های اخیر نشان داده است. لذا در راستای حفاظت و بهره برداری مناسب از این اکوسیستم ارزشمند لازم است که از سوی دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی، ارگان ها، کشورهای حاشیه دریای خزر و نیز سازمان های بین المللی ذی ربط، نگاه جدی تر به مطالعه در منطقه برای یافتن راهکار های پیشگیرانه و عملی بخصوص در پیش بینی شکوفایی جلبکی صورت گیرد.
ویژگی مناطق کاربرد توصیه ترویجی:
کاربرد در حوزه جنوبی دریای خزر، پیش بینی احتمالی مناطق ریسک بالای حوادث بیولوژیکی (شکوفایی و یوترفیکاسیون)، ارائه مشاوره در خصوص سازه های ساحلی اعم از تولیدی (پرورش ماهی در قفس) و عمرانی (توریستی و تفریحی)، بنیادی (انتقال آب).