اثرات مستقيم و غير مستقيم آلودگي خاک بر سلامت انسان و ساير موجودات زنده

گرد اورندگان

- دکتر عبدالعظيم سلطاني نژاد 
سيد محمد اميري                        

مقدمه: 
خاک پذيرنده نهايي اکثر آلاينده هاي رها شده در محيط است. مواد شيميايي چسبيده به سطح ذرات موجود در اتمسفر نهايتا جذب خاک و در آبهاي سطحي، اين ذرات به عنوان رسوب، مجددا" وارد خاک ميگردند. ريزش ناگهاني مواد شيميايي در جريانات حمل و نقل که عمدتا" با تصادفات همراه است نيز، حجم عظيمي از آلاينده هاي سمي را وارد خاک مي نمايد. دفن غير بهداشتي آلاينده ها، رهاسازي مواد زائد جامد و اکثر ضايعات صنعتي نيز از عوامل مهم آلودگي خاکها محسوب ميگردد. تماس مستقيم با خاکهاي آلوده همواره يکي از نگرانيهاي جوامع شهري در ارتباط با دريافت آلودگي از خاک بوده و هست و بدين منظور با مديريتي صحيح ميتوان از آلودگي خاکها جلوگيري نمود. همواره در خاک آلوده طيف وسيعي از آلاينده ها، با درجات مختلف آلايندگي وجود دارند. در بيشتر موارد، آلودگي خاک ها ترکيباتي پيچيده و متشکل از مواد ارگانيک و غير ارگانيک است. سرنوشت نهايي خاک توسط غلظت و ترکيب آن ماده تعيين مي شود. سرنوشت زيست محيطي مواد سمي نيز، اثر قابل ملاحظه اي بر ويژگيهاي آلايندگي آنها دارد. ويژگيهاي فيزيکي و شيميايي مواد و واکنشهاي ترکيبات پيچيده در خاک، تاثيرات قابل ملاحظه اي در رفتار آلاينده ها در خاک دارد. به عنوان مثال محيط خاک، ذرات خاک، حلاليت مواد شيميايي، جاذبهاي خاک، ساختار مواد آلي موجود در خاک و پارامترهايي از قبيل ضريب توزيع در ميزان آلودگي خاکها نقشي مهم ايفا ميکنند.

گرد اورندگان

- دکتر عبدالعظيم سلطاني نژاد 
سيد محمد اميري

مقدمه: 
خاک پذيرنده نهايي اکثر آلاينده هاي رها شده در محيط است. مواد شيميايي چسبيده به سطح ذرات موجود در اتمسفر نهايتا جذب خاک و در آبهاي سطحي، اين ذرات به عنوان رسوب، مجددا" وارد خاک ميگردند. ريزش ناگهاني مواد شيميايي در جريانات حمل و نقل که عمدتا" با تصادفات همراه است نيز، حجم عظيمي از آلاينده هاي سمي را وارد خاک مي نمايد. دفن غير بهداشتي آلاينده ها، رهاسازي مواد زائد جامد و اکثر ضايعات صنعتي نيز از عوامل مهم آلودگي خاکها محسوب ميگردد. تماس مستقيم با خاکهاي آلوده همواره يکي از نگرانيهاي جوامع شهري در ارتباط با دريافت آلودگي از خاک بوده و هست و بدين منظور با مديريتي صحيح ميتوان از آلودگي خاکها جلوگيري نمود. همواره در خاک آلوده طيف وسيعي از آلاينده ها، با درجات مختلف آلايندگي وجود دارند. در بيشتر موارد، آلودگي خاک ها ترکيباتي پيچيده و متشکل از مواد ارگانيک و غير ارگانيک است. سرنوشت نهايي خاک توسط غلظت و ترکيب آن ماده تعيين مي شود. سرنوشت زيست محيطي مواد سمي نيز، اثر قابل ملاحظه اي بر ويژگيهاي آلايندگي آنها دارد. ويژگيهاي فيزيکي و شيميايي مواد و واکنشهاي ترکيبات پيچيده در خاک، تاثيرات قابل ملاحظه اي در رفتار آلاينده ها در خاک دارد. به عنوان مثال محيط خاک، ذرات خاک، حلاليت مواد شيميايي، جاذبهاي خاک، ساختار مواد آلي موجود در خاک و پارامترهايي از قبيل ضريب توزيع در ميزان آلودگي خاکها نقشي مهم ايفا ميکنند. 
در اين مقاله سعي شده است مواردي از قببيل طبيعت خاک، نحوه تشکيل خاکها و ساختار آن، سرنوشت آلاينده ها و نهايتا اثر آلاينده ها بر انسان و ساير موجودات زنده به صورت جامع تشريح گردد. اميد است استفاده کنندگان از اين مقاله، درايت کامل در حفاظت و نگهداري از خاک، در سطح ملي و بين المللي از خود نشان داده جهت بهبود شرايط فعلي گام هايي موثر بردارند

1.  طبيعت و ارزش خاک

اساسا" تمدن هاي گذشته و حال بر اساس ساختار خاکها متولد ميگردند. تاريخ انسان مملو از فراز و فرودهاي تمدن هاي گوناگون است و به جرات ميتوان اظهار نمودکه بخش عظيمي از سقوط و پيشرفت تمدن هاي گذشته، به واسطه خاکهاي آن دورانهاست. به طور کلي بنا نهادن هر گونه تمدني بستگي به غناي خاک يک منطقه دارد. در اين مقاله سعي ميشود که پوسته تمدن ها (خاک) مد نظر قرار گرفته و لايه نازکي که در اطراف کره زمين براي حاصل خيزي خاکها مورد نياز است به تفصيل شرح گردد. حيات انسان ها و ساير موجودات زنده به اين لايه بستگي دارد.
و اما ارزش خاک: اکثر مردم به خاک به عنوان ماده اي غير قابل استفاده نگاه ميکنند اما دانشمندان، متفکرين و از همه مهمتر کشاورزان، خاک را جوهره حيات ميدانند. رفاه اقتصادي و سلامت اکثر موجودات زنده ارتباط مستقيم با حاصل خيزي خاک دارد. همه ملت ها براي امرار معاش و تامين نيازمنديهاي اساسي خود به خاک وابسطه اند. به گونه اي که منابع و پتانسيل هاي توسعه هرکشوري با فراواني و حاصل خيزي خاک آن کشور قابل تخمين است. بدين منظور خاک ها به صورتي بسيار قابل ملاحظه با ارزش هستند و خاکهاي حاصلخيز در هر کشور و ملتي موجبات يک زندگي مسالمت آميز را براي شهروندان آن منطقه ايجاد ميکنند.

1.  تشکيل خاک و خصوصيات آن

به وجود آمدن و توسعه خاک هاي قابل استفاده فرايندي پيچيده دارد و قرن ها سپري ميگردد تا پروسه تشکيل و تکميل خاک حاصلخيز انجام گردد. شکل ذيل برخي عوامل تشکيل خاک را نشان ميدهد.

فاکتور هاي اساسي در تشکيل خاک عبارتند از:

1.  اقليم و تغييرات شيميايي
2.  نوع ماده مادر
3.  موجودات زنده (micro organism )
4.  توپوگرافي
5.  زمان

1-2 اقليم و تغييرات شيميايي
به طور کلي فرسايش آب و هوايي و از هم جدا شدن قطعات خاک پروسه اي است که انواع صخره ها را به قطعات کوچک و کوچکتري تقسيم مينمايد. در واقع در اين مرحله هيچ تغيير شيميايي اتفاق نمي افتد و اساسا" ساختار فيزيکي سنگ هاي سخت، در معرض تغييرات آب  هوايي قرار ميگيرد. مثلا گرما و سرماي شديد باعث انقباض و انبساط صخره ها شده و در نهايت منجر به تکه تکه شدن قطعات صخره ميگردد. اين وضعيت معمولا" در بيوم هاي بياباني و در مناطقي که درجه حرارت از 18 تا 60 درجه سانتيگراد متغير است، رخ ميدهد.اما تغييرات شيميايي پروسه اي است که خاک ها در نتيجه واکنش هاي شيميايي متعدد تجزيه ميگردند. به عنوان مثال آب و اکسيژن با سنگ واکنش داده آن را نرم کرده و تجزيه ميکنند. اسيدي بودن نسبي آب باعث ميشود که عمليات تجزيه سرعت گرفته و فعاليتهاي شيميايي در اقليمي گرم به مراتب سريعتر انجام گردند.

2-2 نوع ماده مادر
نوع مواد تشکيل دهنده خاک عبارتند از گرانيت، ماسه، آهک و ... اين مواد در مناطق مختلف کره زمين تعيين کننده حالت و حاصلخيزي خاک هستند. بدين ترتيب خاکها با ترکيبات متفاوت، از حاصل خيزي هاي متفاوتي برخوردارند. براي مثال خاکي که از ماسه و ريگ تشکيل ميشود حاصل خيزي کمتري نسبت به خاکهايي که از سنگ آهک به وجود مي آيند دارد. انواع خاک ها با توجه به قطر ذرات مربوط، توسط يخ، باد و آب به نقاط ديگر قابل انتقال هستند.

3-2 موجودات زنده
شکل گيري و توسعه خاک هاي قابل استفاده بستگي به فراواني و تنوع موجودات زنده فعال در خاک دارد. شايد مهمترين موجودات زنده در خاک، باکتري ها باشند. اين موجودات ساختار خاک را تحت تاثير قرار داده آن را هوازده نموده و محتوي رطوبت آن را حفظ ميکنند. بدين ترتيب موجبات حاصلخيزي خاک را فراهم مي آورند.

شکل 2 موجودات زنده اي که در تشکيل و توسعه خاک مهم هستند را نشان ميدهد.

4-2 توپوگرافي
يا شکل سطح زمين نقش بسيار مهمي در تعيين ضخامت و حاصلخيزي خاک ايفا ميکنند. به عنوان مثال ضخامت خاک مناطق و سطوح با شيب زياد، نسبتا نازک بوده و خاک غير حاصلخيز به وجود مي آورند و اساسا" اين نوع خاک براي کشاورزي نامطلوب است. هر چه شيب زمين بيشتر باشد حاصلخيزي خاک کمتر است و بالعکس در مناطق هم سطح تشکيل خاک حاصلخيز با ذرات متناسب و مواد غذايي کافي و نهايتا" تشکيل مواد ارگانيک سهل و آسان بوده و حاصلخيزي مناسب نيز بوجود مي آيد.

5-2 زمان
عامل بسيار مهم در تشکيل انواع خاک ها مخصوصا" خاک هاي حاصلخيز به شمار ميرود. در حدود 5/4 ميليارد سال پيش هنگامي که زمين براي اولين بار شکل گرفت، اساسا" عاري از خاک بود. در گذرگاه زمان، فرايند هاي مختلف و متعدد فيزيکي، شيميايي و نهايتا بيولوژيک به تدريج ظاهر گشت و نهايتا منجر به تشکيل اولين لايه نازک خاک روي کره زمين گرديد.
مدت زمان لازم براي تشکيل خاک به سختي نسبي مواد مادر بستگي دارد. دانشمندان تخمين زده اند که براي تشکيل 1 اينچ خاک رويه (Top Soil ) تشکيل شده از گرانيت سخت، به بيش از هزار سال زمان نياز است. از طرفي ديگر موادي مانند خاکسترهاي آتش فشاني در مدت زمان کمتري ميتوانند به خاک حاصلخيز تبديل شوند.

1.  ساختار خاک و ترکيبات آن

خصوصيات اصلي خاک ها عبارتند از:

1.  بافت(texture )
2.  ساختار(structure and composition )
3.  اسيديته(acidity )
4.  محتواي مواد مغذي(nutrient content )
5.  محتواي گاز(gas content )
6.  رطوبت(moisture )
7.  پروفيل خاک

درک هر کدام از پارامتر هاي فوق، پيش نياز اساسي در مطالعه شناسنامه، نوع بهره وري و مديريت خاکهاست.

1-3  بافت خاك (texture ) : عبارت است ازاندازه وشكل ذرات موجود درخاك كه تحت عناوين مختلف نامگذاري شده مثل شن، ماسه، رس و....
علي رغم طبيعت ديناميک خاك و با وجودفعاليت هاي فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي كه درحال تغيير حالت مداوم خاك هستند، فعاليتهاي مربوط به مديريت خاك باعث حفاظت مطلوب آن نشده است. ذرات كوچكتر از 004/0 ميليمتر (رس) ذراتي هستند كه غير قابل روئيت بود وحتي با ميكروسكوپهاي معمولي نيز ديده نميشوند. خاصيت ارتجاعي وچسبندگي اين ذرات، آنها را درطبقه خاكهاي سنگين قرار داده است. مقدار كلي فضاي موجود در اينگونه خاك ها كمتر از ماسه ها است. در هر صورت به خاطر اينكه اكثر فضاي موجود با حفره هاي بسيار ريز مشخص مي شود لذا ميزان حركت واقعي آب وهوا درخاكهاي رسي به مراتب كمتر از خاكهاي ماسه اي است. درهر صورت خاك رسي براي عمليات كشاورزي نسبت به ساير خاكها نامناسب است.

2-3 ساختار خاك (structure ) : درواقع ترتيبات وگروه بندي ذرات خاك از قبيل شن، ماسه، لاي و رس درمجموع ساختار خاك را شكل ميدهند. اين تجمعات طبيعتا" از تنوع اشكال برخوردار هستند. مثل گرانولي، منشوري، توده اي و...
شكل زير تبادل يونها بين ذرات ماسه وريشه گياهان رانشان ميدهد.

3-3 اسيديته (acidity ) : يا بالعکس قليايي بودن خاكها بستگي به مقادير هيدروژن (H+ ) و هيدروکسيد (OH- ) دارد. هنگامي كه يون هيدروژن بيشتر از يون هاي هيدروکسيد باشد، خاكها اسيدي وعكس آن خاكها قليايي خواهند بود. شكل ذيل مقياس اسيدي وقليايي بودن خاك و وجود موجودات زنده را در PH هاي مربوط در خاك نشان مي دهد.

4-3 محتواي مواد مغذي : جدول زير مواد مغزي موجود درخاك راكه براي گياهان مهم هستند نشان ميدهند.

اشكال زير منبع مواد مغذي درخاك رانشان مي دهد.

به هر تقدير تركيبات خاك عبارتند از: 25% هوا، 45 %مواد معدني 25%آب، 5%مواد ارگانيك.

شكل زير درصد تركيبات خاك رانشان مي دهد.

5-3 محتوي گاز : گاز بصورت مداوم،عمليات دم وبازدم را انجام مي دهد. در اين تنظيمات اكسيژن كه درغلظت بسيار فراواني دراتمسفر وجود دارد، به داخل خلل و فرج خاك نفوذ مي كند و دي اكسيد كربن از خاك به هوا منتشر مي شود. اين عمل تنفسي مداوم خاك تا حدود بسيار زيادي به فراواني خلل وفرج (pores ) خاك بستگي دارد. اين خلل وفرج به نوبه خود منافذ ميكروسكوپي ورود هوا را تأمين مي كند.
بدين ترتيب كمبود اكسيژن درخاك كه عموما" درخشكسالي ها اتفاق مي افتد باعث عدم حاصلخيزي خاك شده و بهره وري آن راپايين مي آورد ودر نتيجه فعاليت باكتري ها نيز كاهش يافته و نهايتا" منجر به تخريب خاك مي گردد.

6-3 رطوبت خاك : آب درواقع چندين عمل بسيار مهم درارتباط با عملكرد گياهاني كه درخاك مي رويند، بر عهده دارد. اولا" آب يك ماده خام بسيار ضروري براي عمليات فتوسنتز است (photosynthesis ) ثانيا حلالي مناسب براي انتقال مواد معدني به برگهاي گياهان است و قند(گلوکز) را نيز به ريشه ها انتقال مي دهد. مقدار آب موجود درخاك توسط اصطلاحاتي مانند اشباع(saturation )نيمه اشباع(filled capacity )وغير اشباع(wilting point ) بيان مي شود. به طور كلي ميزان آب درخاكها متفاوت است و شكل ذيل مشخص كننده ي اين وضعيت ميباشد.

7-3 پروفيل خاك : لايه هاي اصلي از سطح خاك تا صخره هاي بستر به طرف پايين بصورت ذيل قرار گرفته اند:
- لايه ي افقي A يا خاك رويه ( (TOP SOIL 
- لايه ي افقي B يا زير خاك رويه (SUB SOIL )
- لايه افقي C يا مواد مادر
- لايه افقي D يا بستر (مواد مادر تغيير نيافته)
شکل ذيل پروفيل خاک را نشان ميدهد.

4- مواد شيميايي آلوده کننده درخاک
بدون شک هزاران گونه متفاوت از مواد شيميايي آلوده کننده خاک وجود دارند که هر يک به گونه اي اثراتي متفاوت در خاک برجاي ميگذارند اما در يک تقسيم بندي کلي ميتوان مواد شيميايي آلوده کننده خاک را در جدول ذيل خلاصه نمود.

5- سر نوشت آلاينده ها درخاک
کليه موادي که در بخش قبل آمده است مخصوصا آفت کش ها (pestisides ) ، مهمترين آلاينده هايي هستند که درخاک هاي حاصلخيز کشاورزي اثرات مستقيمي بر خاک مي گذارند و ازطريق اين آلاينده ها درخاک به تدريج گياهان وهمه موجودات زنده از جمله انسان آلوده مي شود. هر گونه ماده شيميايي که به صورت اسپري،گرانول يا پودر براي انجام هدفي معين مورد استفاده قرار بگيرد نهايتا" از طريق آب و يا به صورت مستقيم درخاک راه مي يابد. درچنين خاکي موجوديت مواد شيميايي مورد استفاده تا حدود بسيار زيادي به فرمولاسيون آن ماده وميزان رها سازي ذرات ويا فرمولاسيون گرانولي و قطره اي آنها بستگي دارد. در اکثر اوقات خاکها بواسطه ي مواد شيميايي صنعتي متعدد آلوده مي گردند. از آنجائيکه خاکها از تجمع پيچيده اي از موجودات زنده، ذرات معدني و مواد آلي تشکيل شده اند وقطر آنها تفريبا کمتر از mm   002/0 است لذا هنگامي که مواد آلاينده مخصوصا" ترکيبات ارگانيک وارد خاکها مي شوند، به گونه اي گسترده بين آب موجود در خاک، هواي موجود درخاک وسطح موجود مواد معدني وارگانيک خاک پخش ميگردند. بدين ترتيب و درچنين حالتي بخش عظيمي از خاک هاي حاصل خيز کشاورزي آلوده مي گردد. شکل ذيل سرنوشت آلاينده ها را درخاک نشان مي دهد.

جدول زير آلاينده هاي غير آلي خاک را نشان مي دهد.

1-5 مواد شيميايي معدني آلوده کننده ي محيط خاک : طبقات اصلي آلاينده هاي ارگانيک عبارتند از فلزات سنگين، نيتروژن، فسفر، اسيد ها، باز ها، نمکها وهاليدها. منبع اين آلاينده ها در جدول فوق آمده است. فلزات سنگين مهمترين آلاينده هاي خاک محسوب شده وطيف وسيعي از ناهنجاريها ي زيست محيطي را باعث مي شوند.

2-5 آلاينده هاي ارگانيک درخاک :
محيط خاک مهمترين بخش زيست محيطي است که اساسا" بصورت ديناميک درحفاظت محيت زيست و ارتباطات بين خاک کره، هوا کره، وزيست کره نقش بازي ميکند و درواقع فصل مشترک بين 3کره فوق است. خاک محيطي است که اکثر مواد شيميايي، بيو شيميايي، بيو لوژيکي وفرايند هاي ميکرو بيو لوژيک درآن وجود دارد. اين فرايند ها ممکن است باعث توقف، انتقال و يا تجزيه مواد ارگانيک درخاک شوند. ويژگيها ي ميکرو و ماکروي خاک درطول زمان به دليل اثرات ترکيبي اقليم، فعاليت هاي بيوتيک(زنده) و عمليات توپوگرافي روي مواد مادر در طول زمان، توسعه يافته است.

جدول ذيل ويژگيهاي ذرات اوليه خاک را نشان ميدهد.

6- اثرآلاينده ها بر سلامت انسان وساير موجودات زنده 
کليه موجودات زنده و در رأس همه آنها انسان، در اکوسيستم هاي خاکي دريافت کننده ي آلاينده هاي موجود در خاک به طرق متعدد هستند. مکانيسم دريافت آلاينده ها از طريق زنجيره غذايي و آشاميدن آب، يا مستقيما" از هوا وآب و از سطوح خاک، که موجودات زنده با آن درتماس هستند، انجام مي پذيرد. غالبا" مهره داران  بسيار بزرگ خاکي و همچنين انسان از طريق زنجيره غذايي خود آلاينده ها را دريافت مي نمايند. از چنين منظري، گذرگاه آلاينده هاي ارگانيک و انتقال بيو لوژيک پايدار و مجموعه واکنش هاي بيو لوژيک (مراحل متعدد تبديل وانجام واکنش هاي شيميايي در بدن) در طول زنجيره غذايي از اهميت ويژه اي بر خوردارند. جايي که اکثر ترکيبات به نيمه عمر بيو لوژيک خود مي رسند. گذرگاه مواد شيميايي در طول زنجيره غذايي ممکن است به تجمع فراوان آلاينده ها در تمامي مراحل  زنجيره غذايي منجر شود و موجود بودن ميزان بالاي آلاينده هايي از قبيل حشره کشهاي کلره ي موجود درخاک با عمر طولاني در بافتهاي چربي موجودات زنده خاکي ، نشانگر تجمع ودريافت اين آلاينده ها در سيستم هاي موجودات زنده است. شکل ذيل ميزان حشره کش کلره رادراکو سيستم هاي خاکي نشان مي دهد.

بطور کلي اثر آلاينده هاي متعدد موجود در خاک بر سلامت موجودات زنده و انسان، طيف وسيعي از ناهنجاريها و امراض مرتبط با هر آلاينده را در بر مي گيرد. درجه آلايندگي و موجبات اثرگذاري آلاينده هاي منتشره درخاک با توجه به راه عبور، نوع آلاينده، گونه هاي موجودات زنده وشرايط زيست محيطي تعيين ميشود.
راه يابي مواد شيميايي ارگانيک رها شده از محيط خاک در بدن انسان و ساير موجودات زنده به 5 طريق زير ميسر است:

1.  تماس مستقيم با خاک آلوده
2.  ورود خاک يا مواد شيميايي فرار ساطع شده از خاک توسط عمليات تنفسي
3.  بلعيدن خاک
4.  تماس با آب گل آلود (soil runoff water )
5.  خوردن مواد غذايي يا آب آشاميدني آلوده به آلاينده هاي خاک

اساسا" عکس العمل بدن انسان و موجودات زنده به آلاينده هاي منتشره از خاک، چه از راه تنفس، چه جذب از پوست و بلعيدن و... بستگي به عوامل متعددي دارد. اين عوامل عبارتند از 1- تناوب و مدت تماس   2- مقدار آلاينده   3- سن و جنس و فيزيک موجود زنده

برخي اثرات آلاينده هاي خاک بر انسان و ساير موجودات زنده به شرح ذيل است. 
اثرات بيوشيميايي داخل بدن انسان و ساير موجودات زنده:

1.  اختلال در فعاليت آنزيم ها
2.  دگرگوني غشاي سلول
3.  اختلال در هضم چربي و اضافه وزن
4.  اختلالات تنفسي
5.  اختلالات در هضم کربوهيدراتها
6.  عدم تهيه پروتين به دليل مسموميت DNA
7.  اختلال در فعاليت هورمون ها

عکس العمل هاي باليني به آلاينده ها:

1.  تغييرات در درجه حرارت بدن، ضربان قلب، تنفس، فشار خون
2.  ايجاد رنگ غير طبيعي در پوست
3.  تاثير در بينايي و فرم چشم ها
4.  اثرات بد بر معده و روده
5.  اختلال در سيستم عصبي

اثرات غير قابل تشخيص در معاينات باليني

1.  خرابي سيستم دفاعي بدن
2.  فعاليت هاي غير طبيعي کروموزوم ها
3.  اختلالات در آنزيم هاي کبدي
4.  کاهش سرعت سيستم عصبي   

نتيجه گيري:
در اين مقاله به توضيح مسايلي مهم و اساسي در ارتباط با خاک و آلودگي آن و اثرات آلودگي بر انسان و ساير موجودات زنده پرداختيم. در تقسيم بندي هاي انجام شده، خاک به 4 جزء کلي تقسيم شد: مواد ارگانيک، مواد معدني، آب و هوا. در ادامه توضيح داديم که تشکيل خاک فراينديست پيچيده و در بر گيرنده فعل و انفعالاتي متعدد بين اقليم و مواد مادر که عامل تشکيل مواد معدني هستند و نيز بستگي به واکنش هاي بيولوژيک و توپوگرافي منطقه با گذشت زمان دارد. به دليل ارزش فراوان خاک و مدت زمان زيادي که براي بوجود آمدن آن نياز است، حفاظت و نگهداري از آن نيازمند مديريتي صحيح است. خاکهاي حاصلخيز کشاورزي عمدتا از لايه هاي افقي شروع شده و حضور برخي ضايعات ارگانيک به حاصل خيزي آن کمک ميکند. با وجود حياتي بودن تاثير خاک بر موفقيت ملتها و تمدن ها، امروزه شاهد عدم توجه به مسائل حفاظت و پايداري خاک، برداشت هاي نامتعادل از خاک، آلودگي خاک و ... هستيم که اين آلودگي طيف وسيعي از مواد ارگانيک و غير ارگانيک را در بر ميگيرد.
سالانه مقادير زيادي از خاک هاي حاصلخيز کشاورزي به دليل آلودگي با مواد شيميايي فوق از رده خارج و بعضا مقدمات بياباني شدن و فرسايش خاک، فراهم ميگردد. آلودگي خاک ها اثراتي مهلک و بسيار نامطلوب بر سلامتي انسان و ديگر موجودات زنده ميگذارد. همان طور که در متن شرح داديم، فلزات سنگين مهمترين آلاينده هاي خاک به شمار ميروند و اثرات گسترده اي را در مورد سيستمهاي حيات در پي دارند. برخي از اين فلزات به قرار ذيل است:

1.  فلزات سرطان زا، که عامل اصلي آن در خاکهاي آلوده، آرسنيک، کروم، برليوم، نيکل و... است.
2.  فلزاتي که در PH هاي خنثي در خاک حرکت ميکنند مثل موليبدنيوم، سلنيوم و ...
3.  فلزاتي که از طريق زنجيره غذايي وارد خاک ميگردند مثل آهن، مس، سرب، روي و...

در جدول ذيل مقدار فلزات سنگين که به صورت طبيعي در خاک موجودند و نيز مقدار توصيه شده در خاکها و آبهاي آشاميدني، آمده است.