بررسی غلظت، منشأ و روابط فلزات سنگین در گرد و غبار منطقه سیستان: رویکردی نوین با استفاده از تحلیل‌های آماری
الموضوعات :سید محمد صادق طبیب لقمانی 1 , محمد رضا رضایی کهخا 2 , احمد شرافتی 3 , امین رضا نشاط 4
1 - گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی زابل، زابل، ایران
3 - گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 - گروه GIS/RS، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
الکلمات المفتاحية: فلزات سنگین, گرد و غبار, سیستان, آلودگی, محیط زیست,
ملخص المقالة :
این مطالعه به بررسی غلظت و منشأ فلزات سنگین در گرد و غبار منطقه سیستان، واقع در جنوب شرقی ایران، پرداخته است. نمونه‌برداری از 14 ایستگاه در مناطق شهری، روستایی، صنعتی و کشاورزی به مدت یک سال انجام شد. غلظت 14 فلز سنگین با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی (ICP) اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که منگنز با میانگین mg/kg 01/463 بیشترین غلظت را داشت، در حالی که مولیبدن با mg/kg 79/1 کمترین مقدار را نشان داد. تغییرات فصلی قابل توجهی مشاهده شد، که بیشترین مقدار آنها در فصل تابستان بدست آمد. فاکتور غنی‌شدگی (EF) برای آرسنیک، کروم و وانادیم به ترتیب 8/2، 3/2 و 1/2 محاسبه شد که نشان‌دهنده غنی‌شدگی متوسط است. شاخص آلودگی (PI) برای این عناصر نیز آلودگی کم را نشان داد. تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) نشان داد که دو مؤلفه اول %8/94 از تغییرپذیری داده‌ها را توضیح می‌دهند. بررسی روابط بین عناصر نشان داد که در اکثر موارد، مدل‌های غیرخطی با AIC کم، R² بالا و MSE کم، توصیف بهتری از روابط ارائه می‌دهند. آنالیز واریانس (ANOVA) نشان داد که 7 عنصر از 14 عنصر تغییرات معناداری در طول ماه‌های مختلف سال دارند (001/0<p). این مطالعه با ارائه یک رویکرد جامع و نوآورانه، درک عمیق‌تری از وضعیت فلزات سنگین در گرد و غبار منطقه سیستان فراهم کرده است. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به توسعه استراتژی‌های مدیریتی مؤثرتر برای کاهش آلودگی و حفاظت از سلامت عمومی در منطقه کمک کند.
[1] Shen, X., Dai, M., Yang, J., Sun, L., Tan, X., Peng, C., Ali, I., Naz, I., 2022, A critical review on the phytoremediation of heavy metals from environment: Performance and challenges, Chemosphere, 291, 132979.
[2] Latif, A., Sheng, D., Sun, K., Si, Y., Azeem, M., Abbas, A., Bilal, M., 2020, Remediation of heavy metals polluted environment using Fe-based nanoparticles: Mechanisms, influencing factors, and environmental implications, Environmental Pollution, 264, 114728.
[3] Mitra, S., Chakraborty, A.J., Tareq, A.M., Emran, T.B., Nainu, F., Khusro, A., Idris, A.M., Khandaker, M.U., Osman, H., Alhumaydhi, F.A., Simal-Gandara, J., 2022, Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity, Journal of King Saud University - Science, 34, 101865.
[4] Jin, M., Yuan, H., Liu, B., Peng, J., Xu, L., Yang, D., 2020, Review of the distribution and detection methods of heavy metals in the environment, Analytical Methods, 12, 5747.
[5] Dahmardeh Behrooz, R., Kaskaoutis, D.G., Grivas, G., Mihalopoulos, N., 2021, Human health risk assessment for toxic elements in the extreme ambient dust conditions observed in Sistan, Iran, Chemosphere, 262, 127835.
[6] Kiran, Bharti, R., Sharma, R., 2022, Effect of heavy metals: An overview, Materials Today: Proceedings, 51, 880.
[7] Shi, T., Wang, Y., 2021, Heavy metals in indoor dust: Spatial distribution, influencing factors, and potential health risks, Science of the Total Environment, 755, 142367.
[8] Rad, A.M., Kreitler, J., Abatzoglou, J.T., Fallon, K., Roche, K.R., Sadegh, M., 2022, Anthropogenic stressors compound climate impacts on inland lake dynamics: The case of Hamun Lakes, Science of the Total Environment, 829, 154419.
[9] Sahebzadeh, B., Shabani-Goraji, K., Shoaei, Z., Afshari, M., 2019, Statistical study of eolian sediment distribution risk in human ecosystems on the health of respiratory system and the eyes of inhabitants of Sistan, East Iran, Arabian Journal of Geosciences, 12, 227.
[10] Rashki, A., Eriksson, P.G., Rautenbach, C.J.D.W., Kaskaoutis, D.G., Grote, W., Dykstra, J., 2013, Assessment of chemical and mineralogical characteristics of airborne dust in the Sistan region, Iran, Chemosphere, 90, 227.
[11] Dahmardeh Behrooz, R., Esmaili-Sari, A., Bahramifar, N., Kaskaoutis, D.G., 2017, Analysis of the TSP, PM10 concentrations and water-soluble ionic species in airborne samples over Sistan, Iran during the summer dusty period, Atmospheric Pollution Research, 8, 403.
[12] Doabi, S.A., Karami, M., Afyuni, M., Yeganeh, M., 2018, Pollution and health risk assessment of heavy metals in agricultural soil, atmospheric dust and major food crops in Kermanshah province, Iran, Ecotoxicology and Environmental Safety,163, 153.
[13] Men, C., Liu, R., Wang, Q., Guo, L., Shen, Z., 2018, The impact of seasonal varied human activity on characteristics and sources of heavy metals in metropolitan road dusts, Science of the Total Environment, 637, 844.
[14] Wei, B., Yang, L., 2010, A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China, Microchemical Journal, 94, 99.
[15] Mirzaei Aminiyan, M,, Baalousha, M., Mousavi, R., Mirzaei Aminiyan, F., Hosseini, H., Heydariyan, A., 2018, The ecological risk, source identification, and pollution assessment of heavy metals in road dust: A case study in Rafsanjan, SE Iran, Environmental Science and Pollution Research, 25, 13382.
[16] Kadhum, S.A., 2020, A preliminary study of heavy metals pollution in the sandy dust storms and its human risk assessment from middle and south of Iraq, Environmental Science and Pollution Research, 27, 8570.
[17] Zheng, N., Liu, J., Wang, Q., Liang, Z., 2010, Health risk assessment of heavy metal exposure to street dust in the zinc smelting district, Northeast of China, Science of the Total Environment, 408, 726.
[18] Sadeghdoust, F., Ghanavati, N., Nazarpour, A., Babaenejad, T., Watts, M.J., 2020, Hazard, ecological, and human health risk assessment of heavy metals in street dust in Dezful, Iran, Arabian Journal of Geosciences, 13, 881.
[19] Zhang, H., Zhang, F., Song, J., Tan, M.L., Kung, H., Johnson, V.C., 2021, Pollutant source, ecological and human health risks assessment of heavy metals in soils from coal mining areas in Xinjiang, China, Environmental Research, 202, 111702.
[20] Duan, Z., Wang, J., Cai, X., Wu, Y., Xuan, B., 2020, Spatial distribution and human health risk assessment of heavy metals in campus dust: A case study of the university town of Huaxi, Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 26, 986.
[21] Miri, A., Maleki, S., Middleton, N., 2021, An investigation into climatic and terrestrial drivers of dust storms in the Sistan region of Iran in the early twenty-first century, Science of the Total Environment, 757, 143952.
[22] Ghanavati, N., Nazarpour, A., Watts, M.J., 2019, Status, source, ecological and health risk assessment of toxic metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in street dust of Abadan, Iran, Catena, 177, 246.
[23] Díaz Rizo, O., Casanova Díaz, A.O., Torres Ramos, A.G., Ramos López, D., 2023, Heavy metals concentration, pollution indexes, and health risk assessment of urban road dust in the historical center of Havana, Cuba, Environmental Monitoring and Assessment, 195, 349.
[24] Dehghani, S., Moore, F., Keshavarzi, B., Hale, B.A., 2017, Health risk implications of potentially toxic metals in street dust and surface soil of Tehran, Iran, Ecotoxicology and Environmental Safety, 136, 92.
[25] Rashki, A., Kaskaoutis, D.G., Francois, P., Kosmopoulos, P.G., Legrand, M., 2015, Dust-storm dynamics over Sistan region, Iran: Seasonality, transport characteristics and affected areas, Aeolian Research,16, 35.
