Source identification and ecological risk assessment of some heavy metals in surface soils collected from the vicinity of Arad-Kouh processing and disposal complex, Tehran, Iran

Environmental Sciences Pub Date : 2021-09-23 DOI:10.52547/ENVS.2021.1005

سیده مریم محمدی, بهاره لرستانی, سهیل سبحان اردکانی, مهرداد چراغی, لیما طیبی

{"title":"Source identification and ecological risk assessment of some heavy metals in surface soils collected from the vicinity of Arad-Kouh processing and disposal complex, Tehran, Iran","authors":"سیده مریم محمدی, بهاره لرستانی, سهیل سبحان اردکانی, مهرداد چراغی, لیما طیبی","doi":"10.52547/ENVS.2021.1005","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"سابقه و هدف: فلزهای سنگین از شایع‌ترین آلاینده‌های خاک‌ هستند که از قابلیت ایجاد خطر برای سلامت انسان و بویژه کودکان برخوردارند. از این‌رو، این پژوهش با هدف منشاءیابی و ارزیابی خطر بالقوه بوم‌شناختی عناصر آهن، روی، سرب، کادمیم، کروم و نیکل در خاک سطحی اطراف مجتمع دفع و پردازش پسماند جامد شهری آرادکوه تهران در سال 1399 انجام یافت. \nمواد و روشها: در این مطالعه توصیفی، پس از جمع‌آوری 30 نمونه خاک سطحی از 10 ایستگاه منتخب واقع در مجاور مجتمع آرادکوه و سپس آماده‌سازی و هضم اسیدی نمونه‌ها در آزمایشگاه، محتوی عناصر به‌روش طیف‌سنجی نوری پلاسمای جفت‌شده القایی1 خوانده شد. همچنین، ‌نسبت به محاسبه سنجه‌های ارزیابی درجه آلودگی خاک، خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی2 و خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی تجمعی3 اقدام شد. برای شناسایی منابع بالقوه عناصر در نمونه‌های خاک‌ از روش‌ تحلیل مؤلفه‌های اصلی4 و برای تشخیص گروه‌بندی عناصر از خوشه‌بندی سلسله مراتبی5 استفاده شد. پردازش آماری نتایج نیز با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام یافت. \nنتایج و بحث: نتایج نشان داد که میانگین غلظت عناصر (میلی‌گرم در کیلوگرم) در نمونه‌های خاک برابر با 6/26651 برای آهن، 7/71 برای روی، 7/27 برای سرب، 22/1 برای کادمیم، 3/22 برای کروم و 8/32 برای نیکل بوده است. از طرفی، کیفیت خاک سطحی منطقه مورد مطالعه بنابر مقادیر فاکتور غنی‌شدگی از \"غنی‌شدگی جزئی\" تا \"غنی‌شدگی متوسط به بالا\"، بنابر مقادیر سنجه آلودگی از \"آلودگی ناچیز\" تا \"آلودگی زیاد\"، برطبق مقادیر سنجه درجه آلودگی در \"درجه متوسط آلودگی\"، برطبق مقادیر سنجه ژئوشیمیایی مولر از \"غیرآلوده\" تا \"آلودگی متوسط\" متغیر بوده است. نتایج محاسبه سنجه Er نشان داد که خطر بالقوه بوم‌شناختی برای عناصر روی، سرب، کروم و نیکل \"کم\" و برای عنصر کادمیم \"متوسط\" بوده است. از طرفی، با توجه به این‌که میانگین مقدار سنجه RI برابر با 9/170 بود، بنابراین، سنجه خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی تجمعی عناصر در نمونه‌های خاک مورد مطالعه در دسته \"مخاطره بوم‌شناختی متوسط\" قرار داشت. نتایج آزمون همبستگی پیرسون و سنجه‌های ژئوشیمیایی مولر، PI و IPI در تطابق با نتایج PCA و HCA، بیان‌گر آن بود که عناصر روی، کادمیم، کروم و نیکل در نمونه‌های خاک احتمالا از منابع انسان‌ساخت و سرب نیز از منبع طبیعی نشأت گرفته‌ است. \nنتیجهگیری: هر چند میانگین مقادیر سنجه RI عناصر در نمونه‌های خاک منطقه مورد مطالعه در محدوده خطر بوم‌شناختی متوسط قرار داشت، ولی از آن‌جا که عنصر کادمیم با %3/93 بیش‌ترین سهم را در ایجاد مخاطره بوم‌شناختی داشته‌‌ است، از این‌رو، توجه به شناسایی و کنترل منابع انتشار این عنصر در محیط خاک با قابلیت انتقال آلاینده‌ها به زنجیر غذایی و یا ایجاد خطر برای سلامت شهروندان از طریق تماس پوستی و یا تنفس ذرات آلوده برای حفظ سلامت شهروندان توصیه می‌شود.","PeriodicalId":11919,"journal":{"name":"Environmental Sciences","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-09-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"1","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Environmental Sciences","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.52547/ENVS.2021.1005","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 1

Abstract

سابقه و هدف: فلزهای سنگین از شایع‌ترین آلاینده‌های خاک‌ هستند که از قابلیت ایجاد خطر برای سلامت انسان و بویژه کودکان برخوردارند. از این‌رو، این پژوهش با هدف منشاءیابی و ارزیابی خطر بالقوه بوم‌شناختی عناصر آهن، روی، سرب، کادمیم، کروم و نیکل در خاک سطحی اطراف مجتمع دفع و پردازش پسماند جامد شهری آرادکوه تهران در سال 1399 انجام یافت. مواد و روشها: در این مطالعه توصیفی، پس از جمع‌آوری 30 نمونه خاک سطحی از 10 ایستگاه منتخب واقع در مجاور مجتمع آرادکوه و سپس آماده‌سازی و هضم اسیدی نمونه‌ها در آزمایشگاه، محتوی عناصر به‌روش طیف‌سنجی نوری پلاسمای جفت‌شده القایی1 خوانده شد. همچنین، ‌نسبت به محاسبه سنجه‌های ارزیابی درجه آلودگی خاک، خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی2 و خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی تجمعی3 اقدام شد. برای شناسایی منابع بالقوه عناصر در نمونه‌های خاک‌ از روش‌ تحلیل مؤلفه‌های اصلی4 و برای تشخیص گروه‌بندی عناصر از خوشه‌بندی سلسله مراتبی5 استفاده شد. پردازش آماری نتایج نیز با استفاده از نرم‌افزار SPSS انجام یافت. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که میانگین غلظت عناصر (میلی‌گرم در کیلوگرم) در نمونه‌های خاک برابر با 6/26651 برای آهن، 7/71 برای روی، 7/27 برای سرب، 22/1 برای کادمیم، 3/22 برای کروم و 8/32 برای نیکل بوده است. از طرفی، کیفیت خاک سطحی منطقه مورد مطالعه بنابر مقادیر فاکتور غنی‌شدگی از "غنی‌شدگی جزئی" تا "غنی‌شدگی متوسط به بالا"، بنابر مقادیر سنجه آلودگی از "آلودگی ناچیز" تا "آلودگی زیاد"، برطبق مقادیر سنجه درجه آلودگی در "درجه متوسط آلودگی"، برطبق مقادیر سنجه ژئوشیمیایی مولر از "غیرآلوده" تا "آلودگی متوسط" متغیر بوده است. نتایج محاسبه سنجه Er نشان داد که خطر بالقوه بوم‌شناختی برای عناصر روی، سرب، کروم و نیکل "کم" و برای عنصر کادمیم "متوسط" بوده است. از طرفی، با توجه به این‌که میانگین مقدار سنجه RI برابر با 9/170 بود، بنابراین، سنجه خطرپذیری بالقوه بوم‌شناختی تجمعی عناصر در نمونه‌های خاک مورد مطالعه در دسته "مخاطره بوم‌شناختی متوسط" قرار داشت. نتایج آزمون همبستگی پیرسون و سنجه‌های ژئوشیمیایی مولر، PI و IPI در تطابق با نتایج PCA و HCA، بیان‌گر آن بود که عناصر روی، کادمیم، کروم و نیکل در نمونه‌های خاک احتمالا از منابع انسان‌ساخت و سرب نیز از منبع طبیعی نشأت گرفته‌ است. نتیجهگیری: هر چند میانگین مقادیر سنجه RI عناصر در نمونه‌های خاک منطقه مورد مطالعه در محدوده خطر بوم‌شناختی متوسط قرار داشت، ولی از آن‌جا که عنصر کادمیم با %3/93 بیش‌ترین سهم را در ایجاد مخاطره بوم‌شناختی داشته‌‌ است، از این‌رو، توجه به شناسایی و کنترل منابع انتشار این عنصر در محیط خاک با قابلیت انتقال آلاینده‌ها به زنجیر غذایی و یا ایجاد خطر برای سلامت شهروندان از طریق تماس پوستی و یا تنفس ذرات آلوده برای حفظ سلامت شهروندان توصیه می‌شود.

查看原文