بررسی تراکم فلزات سنگین و تعیین همبستگی بین آن ها با ویژگی های خاک در توابع شهرستان هشترود، استان آذربایجان شرقی

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

آزیتا بهبهانی نیا ¹ (استادیار گروه محیط زیست، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران.*(مسوول مکاتبات))
رامین سلماسی ² (عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شرقی، تبریز)

تاریخ دریافت : 1390/04/18 تاریخ پذیرش : 1390/09/19 تاریخ انتشار : 1395/04/01

کلید واژه: فلزات سنگین, آنالیز خوشه‌ای, محیط زیست, ویژگی های خاک,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: مقادیر بالای فلزات سنگین در آب های سطحی و زیرزمینی روستاهای اطراف شهرستان هشترود، باعث می شود که خاک های پذیرنده این منابع آبی، با فلزات سنگین آلوده گردند. تعیین میزان کل فلزات سنگین در خاک های روستاهای آلوده اطراف شهرستان هشترود و تعیین رابطه احتمالی بین عناصر و نیز بین ویژگی های خاک و عناصر اهداف این مقاله را در بر می گیرند. روش بررسی: پس از انجام بررسی های صحرایی و نمونه برداری از خاک های منطقه و تجزیه ویژگی های فیزیکی و شیمیایی و نیز فلزات سنگین در آن ها، تجزیه و تحلیل های لازم بر اساس تعیین ضرایب همبستگی بین عناصر و ویژگی های فیزیکی وشیمیایی نمونه های خاک و نیز آنالیزخوشه ای انجام گرفت. یافته ها: مس با کربن آلی و آلومینیوم، کروم، منگنز با درصد رس نمونه های خاک همبستگی مثبت داشته اند. در طبقه‌بندی یافته های بدست آمده این پژوهش با استفاده از آنالیز خوشه ای، 5 شاخه اصلی تشکیل شدند که با یافته های تعیین ضرایب همبستگی همخوانی نشان دادند. بحث و نتیجه گیری: دامنه کم اسیدیته خاک های مورد آزمایش، باعث شد که ارتباط ضعیفی بین میزان فلزات سنگین خاک و اسیدیته بدست آید. جذب ترجیحی مس توسط جزء آلی خاک، علت همبستگی بالای این عنصر با مواد آلی خاک می باشد. همبستگی مثبت بین برخی فلزات و میزان رس و مواد آلی نمونه های خاک دلالت بر این می کنند که مواد آلی و رس خاک ها با تثبیت فلزات، خطر رها شدن آن ها را به محیط زیست کاهش می دهند. پژوهش های دیگری لازم است انجام گیرد تا منشا ناشی از فعالیت های زمین شناختی و انسانی فلزات اندازه گیری شده این طرح را تعیین نماید

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Arsenic pollution in Hashtrood city was reported. Primary experiments of the stream water samples showed several times concentrations than standard. Total Contents of heavy metal in the soils of polluted villages of Hashtrood city and determining the relationships of these metals and soil properties are the goals of this research.  Method: After field investigations and the soil sampling and analysis of soil physic-chemical properties and heavy metals, correlation coefficients and cluster analysis of data were determined. Findings: Cu with OC and Al, Cr, and Mn with clay percentages of soil samples had positive correlation. Five main clusters were determined with cluster analysis that were in agreement with correlation coefficients. Discussion and Counclusion: Low range of the soil pHs causes low correlation between soil heavy metals and pH. Selective adsorption of Cu by soil organic component is the reason of high correlation of this metal with soil organic matter. Positive correlations between clay and OC of the soil samples with some metals, indicate that these 2 soil components with metals fixing, reduce their release into environment. Other researches are necessary to determine geology and anthropogenic sources of these metals.    

منابع و مأخذ:

1. Brooks R, 1983. Biological methods of prospecting for minerals. Wiley, New York.


2. Gil C Boluda, R., Ramos J, 2004. Determination and evaluation of Cd, Pb, and Ni in greenhouse soils of Almeria (Spain). chemosphere, 55: 1027- 1034.


3. Chen M Lena Q M  Harris W G, 1999. Baseline concentrations of 15 trace elements in Florida surface soils. J. Env. Quail., 28: 1173-1181.


4. Merian, E., Anke M., Inhat M., and Stoeppler, M., 2004. Elements and their compounds in the environment. Wiley VCH, Weinheim, Germany.


5. Smedley P, 2004. Arsenic occurrence in groundwater in South and East Asia – Scale, causes and mitigation. Technical Report, Vol. II, The World Bank, Report no. 31303.


6. حاجی زاده، هادى؛ کرمی، غلامحسین؛ سعادت، سعید؛ 1384. ارزیابى میزان آلایندگى عناصر سنگین در خاکهاى منطقه افیولیتى فیروزآباد شاهرود، سازمان زمین شناسى کشور، بیست و چهارمین گردهمایى علوم زمین شناسى، سازمان زمین‌شناسی کشور.


7. طلایی، علیرضا؛ 1386. بررسی نقش مناطق معدنی شمال مشگین‌شهر بر میزان آلودگی خاک‌ها به عنصر آرسنیک، دهمین کنگره علوم خاک ایران، دانشگاه تهران، قطب علمی و گروه مهندسی علوم خاک.


8. Lacatusu, R.,. Soil-plant-man relationship in heavy metal polluted areas in Romania.App Geochemistry, 1996; 11:105-107.


9. Chaosheng Zhang, 2006, Using multivariate analyses and GIS to identify pollutants and their spatial patterns in urban soils in Galway, Ireland, Environmental Pollution 142, 501-511.


10. Tao Chen, Xingmei Liu, Muzhi Zhu, Keli Zhao, Jianjun Wu, Jianming Xu, Panming Huang, 2008. Identification of trace element sources and associated risk assessment in vegetable soils of the urban-rural transitional area of Hangzhou, China. Environmental Pollution 151, 67-78.


11. Magalhaes, V.F. 2007. As concentration and distribution in Engenho Inlet,Sepetiba Bay,Brazil,Water,Air and Soil pollution,18:83-91.


12. Hans-Rudolf Pfeifer, Anne Häussermann Jean-Claude Lavanchy, Werner Halter, 2007, Distribution and behavior of arsenic in soils and waters in the vicinity of the former gold-arsenic mine of Salanfe, Western Switzerland, Journal of Geochemical Exploration 93, 121–134.


13. مسافری، محمد، تقی پور، حسن، 1388. بررسی میزان ارسنیک در آب آشامیدنی، یک مثال موردی. مجله سلامت و محیط. جلد 1، ص. 28-19.


14. Black C A, 1965.  Methods of soil analysis, Part 2, 2ed edition, Agronomy Mono. 9, SA., Madison WI.


15. Page A L, 1965.  Methods of soil analysis, Part 1, 2ed edition, Agronomy Mono. 9, SA., Madison WI.


16. موسسه حفاظت خاک و آب، 1379. مطالعات خاک شناسی و طبقه بندی هشترد، استان آذربایجان شرقی.


17. Mico, C., Recatala, L., Peris, M., Sanchez, J., 2006. Assessing heavy metal sources in agricultural sources of an European Mediterranean area by multivariate analysis. Chemosphere 65, 863-872.


18. Tume P, Bech J, and Logan, L. 2006. Trace elements in natural surface soils in Sant client. Ecol. Eng., 27: 145-152.


19. Manta, D. S., Angelone, M., Bellanca, A., Neri, r., sprovieri, m., 2002. Heavy metals in urban soils: a case study from a city of  Palermo (Sicily), Italy. Sci. Tot. Environ. 30, 229-243.


20. Mclaren, R. G., Williams, J. g. Swift, R. S., 1983. The adsorption of Cu by soil samples from Scotland at low equilibrium concentrations. Geoderma, 31: 97-106.


21. Lund l J, Betty E E, Page A L, Elliot R A, 1981. occurrence of high Cd levels in soil and its accumulation by vegetation. J. Environ. Qual. 10: 551-556.


22. Zayed A M, & Terry N. 2003. Chromium in the environment: factors affecting biological remediation. Plant Soil, 249: 139-156.  


23. Covelo E F Vega F A  Andrade M L, 2007. Simultaneous sorption and desorption of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn in acid soils. J. Hazardous mat. 147: 862-870. 24- Lindsay W L, 1979. Chemical equilibria in soils. John Wiley and sons, NewYork, United States.