بررسی میزان آلایندگی فلزات سنگین در رسوبات اتمسفری شهر زاهدان با استفاده از شاخص‌های آلودگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه محیط‌‌زیست، دانشگاه ملایر

2 دانشجوی دکتری گروه محیط‌‌زیست، دانشگاه ملایر

چکیده

آلودگی محیط‌‌زیست شهری به عناصر سنگین باعث ایجاد تغییرات نامطلوب در ویژگی‌‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی منابع اصلی حیات شامل آب، هوا و خاک می‌‌گردد. این‌ پژوهش ‌با ‌هدف ‌تهیه ‌نقشه‌ توزیع‌ مکانی ‌غلظت‌ فلزات ‌سنگین مس، روی، سرب و کادمیوم و بررسی میزان خطرات اکولوژیکی و محیط‌‌‌زیستی حاصل از این آلاینده‌‌ها به کمک شاخص‌‌هایmCd ،Igeo ، RI و  Cf در شهر زاهدان ‌انجام‌ شده ‌است. در این مطالعه ‌با‌ استفاده ‌از ‌روش ‌نمونه‌برداری ‌سیستماتیک ‌تصادفی‌ 90 نمونه‌ گرد‌‌وغبار ریزشی ‌جمع‌آوری ‌گردید ‌و ‌غلظت ‌این ‌فلزات، ‌در‌ آنها ‌اندازه‌گیری ‌شد. به‌‌‌منظور ‌مدل‌سازی ‌تغییرات‌ مکانی ‌غلظت ‌فلزات‌ سنگین، ‌از ‌روش کریجینگ در ‌محیط ArcGIS بهره‌ گرفته ‌شد. نتایج حاصل از اندازه‌‌گیری غلظت فلزات سنگین نشان داد که بیشترین میانگین غلظت مربوط به سرب 51/270 میلی‌‌گرم بر کیلوگرم و کمترین میانگین غلظت مربوط به کادمیوم 74/20 میلی‌‌گرم بر کیلوگرم می‌‌باشد. همچنین مقدار میانگین غلظت عناصر سرب و کادمیوم بیشتر از حد استاندارد آن در خاک بود. نتایج ضریب همبستگی پیرسون نشان داد  که بین عنصر روی و کادمیوم همبستگی معنی‌‌داری وجود دارد. بر اساس مقادیر مربوط به شاخص ضریب آلودگی و شاخص خطر بالقوه محیط‌‌‌‌زیستی، فلزات مس و روی در محدوده آلودگی کم، سرب در محدوده آلودگی زیاد و کادمیوم در محدوده آلودگی بسیار زیاد قرار دارند. شاخص زمین‌‌‌‌انباشت نیز کلاس آلودگی متوسط برای کادمیوم و کلاس آلودگی بالایی برای عناصر مس، سرب و روی نشان داد. بر اساس نقشه‌‌های توزیع مکانی، غلظت فلزات در نواحی مرکز شهر و جاده‌‌های اصلی بیشترین مقدار را داشت که نقش فعالیت‌‌های انسانی در توزیع این عناصر را نشان می‌‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Heavy Metals Contamination in Atmospheric Deposition of Zahedan City by Using Pollution Indices

نویسندگان [English]

  • Eisa Solgi 1
  • Sara Abdollahi 2
1 Associate Professor of Department of Environment, Malayer University, Iran.
2 Ph.D. student of Department of Environment, Malayer University, Iran.
چکیده [English]

Urban environmental pollution by heavy metals causes undesirable changes in the physical, chemical, and biological properties of life's main sources including water, air, and soil. This study has been carried out to map the spatial distribution concentration of heavy metals copper, zinc, lead, and cadmium and to evaluate the ecological and environmental hazards of these pollutants, by pollution indices mCd, Igeo, RI, and Cf indices in Zahedan city. In this research, 90 samples of deposited dust were collected by using a systematic random sampling method, and the concentrations of these metals were measured. To model the spatial distribution of heavy metals, the kriging method was used in Arc GIS. The results of heavy metals concentration measurements showed that the highest mean concentration was obtained for Pb 270.51 (mg. kg-1) and the lowest mean concentration was obtained for Cd 20.74 (mg. kg-1). Also, average concentrations of lead and cadmium were higher than the standard level in the soil. Also, the results of the Pearson correlation coefficient showed that there is a significant correlation between zinc and cadmium. Based on the results of the contamination factor and the potential environmental risk index, the copper and zinc showed a low pollution range, lead high pollution range and cadmium very high pollution range. Geoaccumulation index showed moderate pollution class for cadmium and high pollution class for copper, lead, and zinc. According to the spatial distribution maps, the highest concentrations of metals were observed in the city center and main roads which showed the role of human activities in the distribution of these elements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental indices
  • Heavy metal
  • Dust
  • Zahedan
ابوییان جهرمی، محمد؛ خدادادی دربان، احمد؛ جمشیدی زنجانی، احمد؛ شفیع زاده مقدم، حسین. (1396). پهنه­بندی کیفی خاک­های سطحی اطراف کارخانه سرب و روی ایرانکوه از دیدگاه زیست­محیطی. نشریه علمی-پژوهشی مهندسی معدن، 12(37)، 65-79.
اخلاص پور، عقیل؛ خلیلی­مقدم، بیژن؛ سلیمانی، محسن. (1398). بررسی غلظت عناصر سنگین در خاک و گیاهان اطراف مجتمع فولاد خوزستان. تحقیقات آب و خاک ایران، 50 (3)، 603-613.
برزین، منصور؛ خیرآبادی، حسین؛ افیونی، مجید. (1394). بررسی آلودگی برخی فلزات سنگین خاک­های سطحی استان همدان با استفاده از شاخص­های آلودگی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 19(72)، 69-79.
بقائی، امیرحسین؛ عقیلی، فروغ. (1397). سنجش غلظت سرب وکادمیوم موجود در خاک شهر اراک در سال 1396 و ارزیابی خطرات غیرسرطانی آنها. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان، 17(8)، 769-780.
پاینده، خوشناز؛ ولایت زاده، محمد. (1398). تعیین فلزات سنگین کبالت، کروم، منگنز، سلنیوم و مولیبدن در رسوبات تالاب هورالعظیم استان خوزستان با استفاده از شاخص­های آلودگی. نشریه علمی اکوبیولوژی تالاب- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، 11(40)، 83-96.
جوان سیامردی، صفورا؛ رضایی کهخا، محمد­رضا؛ صفایی مقدم، عاطفه؛ نوری، رقیه. (1394). بررسی غلظت فلزات سنگین (آهن، نیکل، مس، روی، سرب) در خاک کشاورزی بخش مرکزی سیستان. مجله مهندسی بهداشت محیط، 2(1)، 46-53.
جهانبخش، سعید؛ زینالی، بتول؛ اصغری، صیاد. (1393). تحلیل و پهنه­بندی فراوانی توفان­های گرد­وغباری ایران با استفاده از خوشه­بندی فازی (FCM) . دو فصلنامه علمی ـ پژوهشی پژوهش­های بوم­شناسی شهری، 5(1)، 85-98.
سلیمان­نژاد، زهرا؛ عبدل­زاده، احمد؛ صادقی­پور، حمیدرضا. (1395). بررسی میزان فلزات سنگین خاک منطقه صنعتی و محل دفن زباله شهرستان قائم شهر. مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران، 26(136)، 196-201.
سنایی، اکرم. (1393). بررسی تغییرات غلظت برخی فلزات سنگین در خاک حاشیه خیابان­های شهر اصفهان. پایان­نامه کارشناسی ارشد محیط­زیست، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد.
سیاحتی اردکانی، غلامرضا؛ میرسنجری، میرمهرداد؛ عظیم­زاده، حمیدرضا؛ سلگی، عیسی. (1397). ارزیابی محیط­زیستی برخی از فلزات سنگین در خاک سطحی حاشیه صنایع گندله­سازی و فولادسازی اردکان. مجله سلامت و محیط­زیست، فصلنامه علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران، 11(3)، 449-464.
 صبوحی، مرتضی؛  عظیم‌زاده، حمیدرضا؛ نژاد کورکی، فرهاد؛ علی طالشی، محمدصالح. (1397). ارزیابی آلایندگی ذرات غبار کف کارگاه­های مکانیکی شهر یزد با فلزات سنگین. مجله بهداشت و توسعه، 7(1)، 10-22.
کرمانی، مجید؛ طاهریان، الهام؛ ایزانلو، مریم. (1395). تحلیل تصاویر ماهواره­ای ریزگردها و طوفان­های گرد­و­غباری در ایران به­منظور بررسی منشاءهای داخلی و خارجی و روش­های کنترل آنها. مجله ره­آورد سلامت، 2(1)، 39-51.
کمانی، حسین؛ حسینی، محمد؛ صفری، غلامحسین؛ جعفری، جلیل؛ اشرفی، سید داوود؛ محوی، امیرحسین. (1396). بررسی غلظت فلزات سنگین در خاک سطحی شهر زاهدان. مجله سلامت و بهداشت، 8 (2)، 182-190.
گلپایگانی، عبدالعلی؛ خانجانی، نرگس. (1391). مواجهه محیطی و شغلی با سرب در ایران: یک مرور سیستماتیک. مجله بهداشت و توسعه، 1(1)، 74-89.
محمودی، زهره؛ خادمی، حسین. (1393). غلظت برخی فلزات سنگین در گردوغبار اتمسفری اصفهان و برخی شهرهای مجاور. نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، 18(1)، 243- 255.
نادری­زاده، زینب؛ خادمی، حسین؛ ایوبی، شمس­ا­له. (1395). تعیین غلظت و میزان آلودگی فلزات سنگین در ریزگردهای بخشی از استان بوشهر. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک، 23(3)، 171-187.
Abrahim, G. M. S. (2005). Holocene sediments of Tamaki Estuary: characterization and impact of recent human activity on an urban estuary in Auckland, New Zealand, New Zealand: The University of Auckland. http://hdl.handle.net/2292/1419
Hakanson, L. 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control.a sedimentological approach, Water Research, 14(8), 975-1001. https://doi.org/10.1016/0043-1354(80)90143-8
Kamani, H., Ashrafi, S. D., Isazadeh, S., Jaafari, J., Hoseini, M., Mostafapour, F. K., … Mahvi, A. H. (2015). Heavy Metal Contamination in Street Dusts with Various Land Uses in Zahedan, Iran. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 94(3), 382–386. doi:10.1007/s00128-014-1453-9
Li, H., Qian, X., Hu, W., Wang, Y., Gao, H. (2013). Chemical speciation and human health risk of trace metals in urban street dust from a metropolitan city, Nanjing, SE China, Science of the Total Environment, 456- 457, 212-221. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.03.094
Lu, X., Wang, L., Lei, K., Huang, J., Zhai, Y. (2009). Contamination assessment of copper, lead, zinc, manganese, and nickel in street dust of Baoji, NW China, Journal of hazardous materials, 161(2), 1058-1062. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.04.052
Lu, X., Wang, L., Li, L.Y., Lei, K., Huang, L., Kang, D. (2010). Multivariate statistical
analysis of heavy metals in street dust of Baoji, NW China, Journal of hazardous materials, 173(1-3), 744-749. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.09.001
Preciado, H.F., Li, L.Y. (2006). Evaluation of metal loadings and bioavailability in air, water, and soil along two highways of British Columbia, Canada, Water, Air, and Soil Pollution, 172, 81-108. https://doi.org/10.1007/s11270-005-9063-0
Salmanzadeh, M., Saeedi, M., Nabi-Bidhendi, Gh. (2012). Heavy metals pollution in street dust of Tehran and their ecological risk assessment, Journal of Environmental Studies, 38(61), 9-18. https://www.researchgate.net/publication/262973314
Wang, L. K., Hung, Y.T., Shammas, N. K., Chen, J. P. (2017). Heavy metals in the Environment. 1st ed. US: CRC Press; 2017, 516 P. ISBN 9781138112575
Wedyan, M.A., Altaif, K.I., Aladaileh, S. (2009). Heavy metals in the wet deposition of the south of Jordan, Europ, Journal of Scientific Research, 36, 554-560. https://www.researchgate.net/publication/268615772
Zong, Y., Xiao, Q., Lu, S. (2017). Magnetic signature and source identification of heavy metal contamination in urban soils of steel industrial city, Northeast China, Journal of Soils and Sediments, 17(1), 190-203. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1522-2.
  • تاریخ دریافت: 09 آذر 1399
  • تاریخ بازنگری: 18 اردیبهشت 1400
  • تاریخ پذیرش: 09 خرداد 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 09 خرداد 1400
  • تاریخ انتشار: 01 شهریور 1401