4767136-97564

-121677189693

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال ششم ، شماره چهارم، تابستان 1396

بررسی ژئوشیمیایی و پراکنش فلزات سنگین مس، روی، سرب و نیکل در محدوده منطقه آزاد تجاری- صنعتی رودخانه ارس

شهرام شاهمحمدی کلالق 1* و نادر حبیبزاده2

1*( استادیار؛ گروه علوم و مهندسی آب؛ واحد تبریز؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ تبریز ؛ ایران * نویسنده مسئول مکاتبات: shahmohammadi_sh@iaut.ac.ir
2( استادیار؛ گروه محیط زیست؛ واحد تبریز؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ تبریز ؛ ایران

15559423391

تاریخ دریافت: 07/08/1395 تاریخ پذیرش: 14/10/1395

چکیده
رودخانه ارس به دلیل قرار گرفتن در مسیر فعالیتهای معدنکاوی و شرایط خاص اکولوژیک، اقتصادی، اجتماعی و تنوع گونههای مختلف گیاهان و جانوران آبزی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بررسی کیفیت آن ضروری میباشد .تحقیق حاضر بهمنظور بررسی آلودگی فلزات سنگین سرب (Pb)، مس (Cu)، روی (Zn) و نیکل (Ni) در محدوده منطقه آزاد تجاری – صنعتی رودخانه ارس در استان آذربایجان شرقی انجام گرفت. نمونهبرداری بهصورت فصلی از رسوبات، آب، گیاه )لوئی( و ماهی
)زرد پر( درقالب 4 ایستگاه در پاییز سال 1393و تابستان سال 1394 در محدوده 150 کیلومتری طول رودخانه ارس صورت گرفت. نتایج نشاندهنده غلظت مجاز همه فلزات در نمونههای آب و ماهی و غلظت بیش تر از حد مجاز فلز سنگین مس در نمونههای رسوب و گیاه بر اساس استانداردهای جهانی بود. مطابق مقادیر شاخصهای ضریب آلودگی، بار آلودگی و انباشت ژئوشیمیایی، همه ایستگاهها بهجز ایستگاه سنت استپانوس به فلز سنگین مس شدیداً آلوده بوده که میتواند ناشی از فعالیتهای معدنکاوی مس سونگون در منطقه مورد مطالعه باشد. شدت آلودگی به فلزات سنگین در ایستگاهها بهترتیب زیر حاصل شد: Cu > Zn > Pb = Ni. مقادیر کم تر از یک فاکتور تجمع زیستی برای نمونه ماهی زردپر، بیان گر جذب و تجمع فلزات سنگین از طریق جذب سطحی و نه از طریق رژیم غذایی ماهیها میباشد. مقادیر بالاتر از یک فاکتور تجمع زیستی نمونههای گیاه لوئی در رابطه با فلزات سنگین سرب و روی در ایستگاههای مصب ایلگنه چای و قولان و میسن، آن را بهعنوان یک گیاه ابرجاذب مطرح میکند. بنابراین میتوان از این گیاه برای اهداف گیاه پالایی در منطقه مورد مطالعه استفاده کرد.

کلید واژه ها: رودخانه ارس؛ فاکتور تجمع زیستی؛ فاکتور آلودگی؛ فاکتور انباشت ژئوشیمیایی

مقدمه
امروزه آلودگی آبهای مرزی مهمترین بحرانی است که کشورهای همسایه را درگیر خود کرده است . از جمله منابع آلودگی این آبها، ورود زبالههای صنعتی یا خانگی ،فاضلاب صنعتی، خانگی و بیمارستانی و آلودگی حرارتی آب ناشی از عملیات صنعتی میباشد. ورود مواد آلاینده به اکوسیستمهای آبی، هم عرصههای طبیعی را با خطر مواجه میکند و هم سلامت ساکنان اطراف محل آلودگی را تهدید میکند. مواد آلوده کنندهای که از فعالیت معدن کاوی و پسابهای حاوی فلزات سنگین وارد محیط میشود، به خاک و سفره آبهای زیر زمینی نفوذ کرده و بر سلامت منطقه و مردم تاثیرات منفی برجای میگذارند .
بیتوجهی به چنین آلودگیهایی، نه تنها موجب به خطر افتادن سلامت مردم محلی، بلکه موجب به خطر افتادن سلامت بخش بزرگی از جامعه خواهد شد .
/30
68130438408670

سال

ششم
/
شماره

4
/
تابستان

سال

ششم

/

شماره

4

/

تابستان

فلزات سنگین در محیطهای تالابی و دریایی بسیارپایدارند. این عناصر موجود در آب و رسوب ممکن است به سهولت و به مقدار زیاد در دسترس جانوران به ویژه کفزیان قرار بگیرند. افزایش غلظت مواد مضر در آب و رسوب در محیطهای تالابی، افزایش حجم این مواد را در بافت بدن موجودات آبی در پی دارد )تجمع زیستی(. این روند در صورت تداوم سبب بروز تغییرات زیستی در آبزیان میشود و از طریق زنجیره غذایی به تشدید عوامل
بیماریزا در انسان منجر میشود) Imanpour Namin et 1102 ,al.(. در خصوص عناصری مانند آرسنیک و کادمیوم نقش فعالیت های انسانی از جمله استخراج معادنو فرآوری در کارخانجات بر سرعت بخشیدن آلودگی غیر قابل انکار است )شمس الدین و همکاران ،1394(. بهدلیل ارتباط نزدیک بیمهرگان و ماهیان کفزی با رسوبات، آنها میتوانند فلزات را از رسوبات آلوده جمع کنند و ارتباط رسوب با سطوح بالاتر غذایی را فراهم آورند )رشکوئیه و همکاران ،1395(. ماهی زردپر1 در اکثر رودخانههای منتهی به دریای خزر قابل رویت است ولی رود ارس فعلاً بهترین مکان برای زندگی آن است. ماهی زردپر با نامهای دیگری از جمله اورنج، ترنج، دولنج و سبیل نیز خوانده میشود. این ماهی کاملاً کفزی بوده و از رسوبات ،حشرات و جانوران ریز کف آب تغذیه میکند. هم در قسمتهای تند آب و هم در قسمتهای آرام و راکد یافت میشود )جاسمی ،1390(. از جمله گیاهان آبزی که دارای توان بالایی در جذب فلزات سنگین میباشد گیاه لوئی2 است. لوئی ماکروفیتی آبزی و تالابی است که در حاشیه دریاچهها، باتلاقها، رودخانهها و تالابهای مناطق گرم و حارهای رشد میکند و اغلب بهصورت کلونی و متراکم در سیستمهای آبی دیده میشود. همچنین ریشه این گیاه باعث جلوگیری از فرسایش شده و میتواند به عنوان یک تصفیهگر زیستی جهت حفاظت از دریاچه ،

21 Varicorhinus dapoetaTypha australis
مصب، آب زیرزمینی، گیاهان و جانوران آبزی قرار گیرد )قنادپور و همکاران ،1389(.
رسوبات یکی از مهمترین منابع در بررسی تاریخچه آلودگیهای یک اکوسیستم آبی میباشند. براساس نتایج بهدست آمده توسط Yuan و همکاران) 2004( بهدلیل وجود بار منفی در ذرات رسی، رسوبات محلی برای تجمع یونهای فلزی بوده و در صورتی که تحت تاثیر جریانات فیزیکی آب قرار نگیرند میتوانند منبع سمی نسبتاً پایداری را بهوجود آورند و بهصورت ذخایر طولانی مدت برای آلایندهها در محیط باشند .به عبارت دیگر، بهدلیل تجمع و انباشتگی فلزات سنگین در رسوبات و نیز بهدلیل ثبات بیشتر رسوبات نسبت به آب و از آنجا که فلزات در شرایط مختلف محیطی مجدداً در آب حل شده و در دسترس موجودات قرار میگیرند لذا، بررسی آلودگی فلزات سنگین در رسوبات برای ارزیابی احتمال آلودگی در یک منطقه، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
با توجه به اهمیت فلزات سنگین در محیطهای آبی ،تعیین میزان غلظت این فلزات در محیطهایی همچون تالابها ضروری است. از اینرو مطالعههای زیادی در مورد تعیین غلظت فلزات سنگین در محیطهای آبی در مناطق مختلفی از جهان انجام شده است که از آن جمله میتوان به تحقیقات زیر اشاره کرد:
باقری و همکاران) 1390( آلودگی فلزات سنگین در رسوبات رودخانه گرگانرود را مورد سنجش و ارزیابی قرار دادند. مقایسه غلظت فلزات سنگین در رسوبات سطحی نسبت به رسوبات عمقی آن ناحیه تحت عنوان ضریب غنیشدگی صورت گرفت بیشتر مناطق ضریب غنیشدگی نزدیک به یک را نشان دادند که حاکی از اثر حوضه آبریز و عوامل طبیعی در غنیشدگی فلزات سنگین منطقه مورد مطالعه بوده است. برادران و همکاران) 1391( آلودگی رسوبات زایندهرود با برخی از فلزات سنگین را بررسی نمودند. آنها بیان کردند که بهطور کلی در منطقه شهری نسبت به پاییندست رودخانه مقدار سرب بیشتری مشاهده شد. بیشترین مقدار کادمیوم دو میلیگرم برکیلوگرم بود و در بقیه مناطق مقدار آن بسیار ناچیز بود .
بنابرین آنها گزارش کردند رسوبات زایندهرود از نظر میزان حضور کادمیوم غیرآلوده میباشد. قائنی و همکاران )1393( میزان فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، روی و مس را در گیاهان آبزی کارا، نی، لویی و پیزور رودخانه دز بررسی کردند نتایج نشاندهنده بیشترین میزان فلزات سنگین در ریشه گیاهان و فراوانی فلز روی از بین فلزات انتخابی بود. همچنین گیاه نی بالاترین میزان جذب فلزات سنگین را به خودش اختصاص داد. در تحقیق دیگری غلظت فلزات سنگین کادمیوم، مس، منگنز، نیکل، سرب و روی در رسوبات رودخانه زایندهرود انجام گرفت که نتایج حاکی از میزان بالای غلظت کادمیوم و بیشتر از استانداردهای جهانی به دلیل صنایع آبکاری و فعالیتهای کشاورزی در ایستگاههای بالادست بود )میرزائی و سلگی ،1394(. تحقیق مشابه دیگری توسط Li و همکاران
)2007( در روی رسوبات تالاب ساحلی رودخانه پیرل کشور چین انجام گرفت. نتایج تحقیقات آنها نشاندهنده آلودگی معنیدار رسوبات به فلزات سنگین Ni ،Cd و Zn بود .Varol و Sen )2012( آلودگی آب سطحی و رسوبات رودخانه تیگریس بالایی در کشور ترکیه را مطالعه نمودند. نتایج تحقیقات آنها نشاندهنده غنیسازی رسوبات پاییندست کارخانه معدن بود. Mbewe و همکاران) 2016( آلودگی ماهیهای تیلاپیا1 و رسوب رودخانه کافو2 در کشور زامبیا به فلزات سنگین Cd ،Cu، Cr ،Mn ،Ni ،Pb و Fe در سطح وسیعی را بررسی کردند .تحقیق آنها بیانگر غلظت بیشتر از حد مجاز فلزات Pb و Fe در نمونههای رسوب بود. همچنین مقادیر شاخص تجمع زیستی در روی نمونه ماهیها تجمع زیستی فلزات سنگین Cd ،Mn و Pb در کبد ماهی ها را تائید کرد .
رودخانه ارس مهمترین و پرآبترین رودخانه منطقه شمالغرب ایران بهشمار میرود. این رودخانه از کشور

21 TilapiaKafue
ترکیه سرچشمه گرفته و پس از طی 1070 کیلومتر به دریای خزر میریزد که 475 کیلومتر از آن مرز بین کشور ایران با ارمنستان و آذربایجان را تشکیل میدهد .با توجه به فعالیتهای صنعتی و معدنی در حاشیه رودخانه ارس در کشور ارمنستان و وجود سدهای باطله و تخلیه پساب های صنعتی معادن استخراج مس و … حجم قابل توجهی از پسابهای حاوی فلزات سنگین به رودخانه ارس تخلیه میشود. براساس تحقیقات بعمل آمده تاکنون مطالعه مفصل و همزمان در فازهای آب، رسوب، گیاه و ماهی رودخانه ارس و تحلیلهای مربوط به آن در این خصوص صورت نگرفته است .با توجه به ویژگیهای زمینشناسی و شرایط آب و هوایی منطقه و چندین شهرک صنعتی در حاشیه این رودخانه ،بررسی مقادیر و نحوه پراکنش آلودگیهای فلزات سنگین در رودخانه ارس ضروری به نظر میرسد. لذا هدف از این تحقیق بررسی آلودگی فلزات سنگین مس، روی، سرب و نیکل در نمونههای آب، رسوب، گیاه و ماهی محدوده منطقه آزاد تجاری-صنعتی رودخانه ارس بهطول 150 کیلومتر در قالب 4 ایستگاه میباشد. در این راستا از معیارهای ضریب آلودگی) CF(3، شاخص بار آلودگی) PLI(4، شاخص انباشت ژئوشیمیایی) Igeo(5 که با در نظر گرفتن غلظت عناصر در نمونه زمینه )شاهد( روند آلودگی را نشان می دهند استفاده گردید. از طرفی با توجه به اهمیت مساله آلودگی و انتقال آن در زنجیره غذایی، تجمع زیستی در گونههای موجود در این محدوده نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تجمع زیستی از بین گونههای موجود، لوئی بهعنوان تولید کننده و ماهی زردپر بهعنوان مصرف کننده در نظر گرفته شد و در این راستا، شاخص تجمع زیستی6 مورد استفاده قرار گرفت.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه

43 Contaminant FactorPollution Load Index
5006348402574

سال

ششم
/
شماره

4
/
تابستان

سال

ششم

/



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید