Long-term fate of arsenic pollution in subtropical agricultural soils
यह अध्ययन प्रकट करता है कि उपोष्णकटिबंधीय लाल-मिट्टी वाले महत्वपूर्ण क्षेत्रों में, कृषि आर्सेनिक प्रदूषण केवल सतही परतों तक ही सीमित नहीं है, बल्कि नीचे की ओर प्रवास करता है और मुख्य रूप से गहरे, आयरन-ऑक्साइड-समृद्ध रेटिकुलेट रेड क्ले क्षितिजों में जमा होता है, जो इस गलत धारणा को चुनौती देता है कि ऐसे प्रदूषक मुख्य रूप से महासागरों में बहकर जाते हैं।
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सदियों से, किसान अपनी फसलों को कीटों और बीमारियों से बचाने के लिए आर्सेनिक युक्त रासायनिक यौगिकों पर निर्भर रहे हैं। हालांकि इनमें से कई जहरीले पदार्थों पर प्रतिबंध लगा दिया गया है, लेकिन उनकी विरासत मिट्टी में दफन है। एक आम धारणा लंबे समय से यह रही है कि यह आर्सेनिक वहीं टिका रहता है, उस ऊपरी कुछ इंच की मिट्टी में फंसा रहता है जहाँ इसका उपयोग किया गया था, या यह धीरे-धीरे बहकर नदियों में जाता है और अंततः समुद्र में पहुँच जाता है। यह दृष्टिकोण सुझाव देता है कि खतरा या तो हमारे पैरों के ठीक नीचे है या हमारी पहुँच से सुरक्षित रूप से दूर है। हालाँकि, हमारे पैरों के नीचे की जमीन मिट्टी का कोई स्थिर खंड नहीं है; यह एक जीवित, सांस लेती प्रणाली है जहाँ पानी चलता है, खनिज बदलते हैं और रसायन यात्रा करते हैं। उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के नम, लाल-मिट्टी वाले परिदृश्यों में, यह जहर कहाँ जाता है, इसकी कहानी सतह की एक साधारण परत या समुद्र की ओर एक त्वरित पलायन से कहीं अधिक जटिल है। इस छिपे हुए आर्सेनिक के वास्तविक स्थान को समझना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि यह जमीन में बहुत गहरा छिपा हुआ है, तो यह हमारे शहरों और खेतों को पानी देने वाली जल आपूर्ति के लिए एक मौन, दीर्घकालिक खतरा पैदा करता है।
गैनलिन झांग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने पहले की तुलना में बहुत गहराई में जाकर इस कहानी को फिर से लिखने का निर्णय लिया। केवल सतह को खुरचने के बजाय, उन्होंने चीन के एक उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र में दस मीटर गहरे छेद किए, जिससे मिट्टी और चट्टान के निरंतर कोर (नमूने) प्राप्त हुए जो सतह से लेकर अपक्षयित आधारभूत चट्टान (वेदरड बेडरॉक) तक फैले हुए थे। उन्होंने विभिन्न प्रकार के भूमि उपयोग के तहत इन गहरे स्तंभों का परीक्षण किया, जिसमें प्राकृतिक वनों और बागों, सब्जी के खेतों और धान के खेतों सहित सक्रिय कृषि भूमि की तुलना की गई। उनका लक्ष्य आर्सेनिक और एक संबंधित तत्व, लेड (सीसा) की यात्रा को ट्रैक करना था ताकि यह देखा जा सके कि दशकों के कृषि इतिहास के बाद प्रदूषण वास्तव में कहाँ जमा हुआ है। उन्होंने लेड को एक संदर्भ बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया क्योंकि आर्सेनिक के विपरीत, लेड सतह के करीब चिपका रहता है और नीचे की ओर आसानी से यात्रा नहीं करता है। दोनों की तुलना करके, वैज्ञानिक यह बता सके कि क्या गहरा आर्सेनिक प्राकृतिक चट्टान का हिस्सा है या इसे मानवीय गतिविधियों द्वारा नीचे धकेला गया है।
परिणामों ने इस पुरानी धारणा को उलट दिया कि खतरा केवल सतह पर है। शोधकर्ताओं ने पाया कि आर्सेनिक प्रदूषण का अधिकांश हिस्सा उस ऊपरी मिट्टी में नहीं था जहाँ फसलें उगती हैं, बल्कि जमीन में बहुत गहरा दबा हुआ था। कृषि स्थलों में, अस्सी प्रतिशत से अधिक कुल आर्सेनिक एक मीटर की गहराई से नीचे जमा था। इस जहर का सबसे गहरा और महत्वपूर्ण भंडार एक विशिष्ट मिट्टी की परत है जिसे 'रेटिकुलेट रेड क्ले' (जालनुमा लाल मिट्टी) के रूप में जाना जाता है। यह परत, जो लाल और हल्के रंग की शिराओं के एक नेटवर्क जैसी दिखती है, आर्सेनिक के लिए एक विशाल स्पंज की तरह कार्य करती है। अध्ययन ने दिखाया कि बागों जैसी जगहों पर, जहाँ लंबे समय से फलों के पेड़ उगाए जा रहे हैं, आर्सेनिक की उच्चतम सांद्रता औसत रूप से लगभग तीन मीटर की गहराई पर पाई गई, जो प्राकृतिक वनों या अन्य प्रकार की कृषि भूमि की तुलना में बहुत अधिक गहरी है।
वैज्ञानिक यह पुष्टि करने में सक्षम रहे कि यह गहरा आर्सेनिक मानव इतिहास से आया है, न कि प्राकृतिक चट्टानों से। क्योंकि लेड सतह के पास रहा जबकि आर्सेनिक गहराई तक यात्रा कर गया, इसलिए जैसे-जैसे वे छेद में नीचे गए, आर्सेनिक और लेड का अनुपात नाटकीय रूप से बदल गया। यदि आर्सेनिक केवल मूल चट्टान के प्राकृतिक क्षरण से आया होता, तो आर्सेनिक और लेड की मात्रा एक साथ चलती। इसके बजाय, आर्सेनिक ने अपने आप नीचे की ओर प्रवास किया, संभवतः पानी और पौधों की जड़ों द्वारा ले जाया गया, और फिर उस गहरी, मिट्टी से भरपूर परत में फंस गया। अध्ययन ने पहचाना कि आयरन ऑक्साइड (लौह ऑक्साइड), जो इस लाल मिट्टी में प्रचुर मात्रा में होते हैं, इस बात का प्राथमिक कारण हैं कि आर्सेनिक वहाँ क्यों फंस गया। ये लौह खनिज एक चुंबक की तरह कार्य करते हैं, जो आर्सेनिक को पकड़ लेते हैं और उसे गहरी मिट्टी की संरचना के भीतर मजबूती से थामे रखते हैं।
यह खोज इस बारे में हमारे दृष्टिकोण को बदल देती है कि हमारा पानी और मिट्टी कितनी सुरक्षित है। गहरी लाल मिट्टी की परत वर्तमान में एक अवरोधक के रूप में कार्य कर रही है, जो आर्सेनिक को उससे भी अधिक गहराई में स्थित भूजल तक पहुँचने से रोक रही है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने चेतावनी दी है कि यह अवरोध स्थायी नहीं है। मिट्टी एक गतिशील प्रणाली है, और यदि स्थितियाँ बदलती हैं—जैसे कि जल स्तर ऊपर उठना, मिट्टी का अधिक अम्लीय होना, या रासायनिक संतुलन में बदलाव आना—तो आर्सेनिक को उसके गहरे कारावास से मुक्त किया जा सकता है और वह फिर से गति करना शुरू कर सकता है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि जबकि गहरी मिट्टी ने फिलहाल प्रदूषण को सफलतापूर्वक छिपा दिया है, यह भविष्य के लिए एक संभावित स्रोत बना हुआ है। इस कृषि विरासत का वास्तविक भाग्य सतह की साधारण मिट्टी या समुद्री प्रदूषण की सरल कहानी नहीं है, बल्कि एक जटिल, गहरी-जड़ वाली रिज़र्वोयर (भंडार) है जिसके लिए सावधानीपूर्वक निगरानी की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह एक दिन हमारे पीने के पानी के लिए खतरा न बन जाए।
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