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

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

شهرام شاه محمدی کلالق ¹ (دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات آذربایجان شرقی)
نادر حبیب زاده ² (عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز)

تاریخ دریافت : 1395/08/07 تاریخ پذیرش : 1395/10/14 تاریخ انتشار : 1396/03/01

کلید واژه: رودخانه ارس, فاکتور آلودگی, فاکتور انباشت ژئوشیمیایی, فاکتور تجمع زیستی,

چکیده مقاله :

رودخانه ارس به دلیل قرار گرفتن در مسیر فعالیت های معدن کاوی و شرایط خاص اکولوژیک، اقتصادی، اجتماعی و تنوع گونه های مختلف گیاهان و جانوران آبزی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بررسی کیفیت آن ضروری می باشد. تحقیق حاضر به منظور 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. نمونه برداری به صورت 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 نشان دهنده غلظت مجاز همه فلزات در نمونه های آب و ماهی و غلظت بیش‌تر از حد مجاز فلز سنگین مس در نمونه های رسوب و گیاه بر اساس استانداردهای جهانی بود. مطابق مقادیر شاخص های ضریب آلودگی، بار آلودگی و انباشت ژئوشیمیایی، همه ایستگاه ها به جز ایستگاه سنت استپانوس به فلز سنگین مس شدیداً آلوده بوده که می تواند ناشی از فعالیت های معدن کاوی مس سونگون در منطقه مورد مطالعه باشد. شدت آلودگی به فلزات سنگین در ایستگاه ها به ترتیب زیر حاصل شد: Cu > Zn > Pb = Ni. مقادیر کم‌تر از یک فاکتور تجمع زیستی برای نمونه ماهی زردپر، بیان‌گر جذب و تجمع فلزات سنگین از طریق جذب سطحی و نه از طریق رژیم غذایی ماهی ها می باشد. مقادیر بالاتر از یک فاکتور تجمع زیستی نمونه های گیاه لوئی در رابطه با فلزات سنگین سرب و روی در ایستگاه های مصب ایلگنه چای و قولان و میسن، آن را به عنوان یک گیاه ابرجاذب مطرح می کند. بنابراین می توان از این گیاه برای اهداف گیاه پالایی در منطقه مورد مطالعه استفاده کرد.

چکیده انگلیسی:

Aras river due to located in the path of mining activities and having special ecological, economic, social and a variety of different species of aquatic plants and animals is very important and assessment of its quality is essential. This study was conducted to assess pollution of Pb, Cu, Zn and Ni in the Aras free trade-industrial zone. Samples of sediments, water, plant (Typha australis) and fish (Varicorhinus dapoeta) were collected in four sampling sites of 150 km of Aras river in autumn 2013 and summer 2014. The results indicated that the concentration of all elements in water and fish samples aligned with standards, although Cu value exceeded standard level within sedimentation and plant.  According to contaminant criteria (contaminant factor, pollution load index, and geoaccumulation index), Cu concentration was very high in all sampling sites except Sant-Spataneous site. Its reason is likely to overloading Cu from Sungon mine. The magnitude of heavy metal pollutants in all sampling sites was identified as follows: Cu > Zn > Pb = Ni. The bioaccumulation factor of heavy metals in fish samples was found to be lower than 1 indicating they probably were uptaked through fish respiratory and dermal surfaces rather than dietary uptake. The high concentrations of Pb and Zn in Typha australis from Ilganeh river and Gholan and Missen sites exhibited that this species could be utilised to remediate the polluted places to heavy metals.

منابع و مأخذ:

اسماعیلی، ک.، و مر، ف. 1391. بررسی غنی­شدگی فلزات سنگین ناشی از کانسار مس سونگون در رسوبات آبراهه­ای. نشریه مهندسی معدن، 17: 33 - 39.

باقری، ح.، شارمد، ث.، خیرآبادی، و.، درویش بسطامی، ک. و باقری، ز. 1390. سنجش و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در رسوبات رودخانه گرگان رود. نشریه اقیانوس­شناسی، 5: 35-39.

برادران، ر.، کلباسی، م. و فلاح زاده، ر. 1391. آلودگی رسوبات زاینده­رود با برخی از فلزات سنگین و پارامترهای شیمیایی. سومین کنگره عناصر کمیاب ایران، دانشگاه علوم زشکی کاشان.

پاکزاد توچایی، س. 1392. بررسی الگوی تجمع فلزات سنگین (Ni، Pb، Cu و Zn) در بافت­های عضله، کبد، کلیه، آبشش و فلس ماهی کپور نقره­ای (Hipophhthalmichthys molitrix) چاه نیمه­های سیستان. نشریه اقیانوس­شناسی، 4 (13): 21-28.

جاسمی، س.م.م. 1390. ماهی­گیری حرفه­ای. انتشارات دولتمند. 160 صفحه.

خیرور، ن. و دادالهی، س. 1389. غلظت فلزات سنگین در رسوبات و ماهی شیربت (Barbus grypus) در اروندرود، نشریه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 12(2): 123-131.

ربانی، م.، جعفرآبادی آشتیانی، ا. و مهرداد شریف، ا. 1387. اندازه­گیری میزان آلودگی ناشی از فلزات سنگین نیکل، سرب و جیوه در رسوبات خلیج فارس، منطقه عملیاتی عسلویه. نشریه اکتشاف و تولید، 51: 53-57.

رشیدشمالی، آ. و خداوردی­لو، ح . 1391. آلودگی خاک­ها و گیاهان پیرامون بزرگراه ارومیه-سلماس به برخی فلزهای سنگین. نشریه دانش آب و خاک، 22(3): 157-172.

زارع رشکوئیه، م.، حمیدیان، ا.ح.، پورباقر، ه. و اشرفی، س. 1395. بررسی تجمع زیستی فلزات سنگین مس، کادمیوم و آرسنیک در رسوب و آبزیان سد خداآفرین. نشریه دامپزشکی در پژوهش و سازندگی، 110: 72-80.

سلیمی، ل.، مهدی­نیا، ع. و حسنی­شفیق، پ. 1393. تعیین فلزات سنگین آرسنیک، وانادیم، مولیبدن، جیوه، نیکل، کادمیوم، سرب و آهن در بافت عضله اردک ماهی (Esox lucius) تالاب انزلی. نشریه پژوهش­های علوم و فنون دریایی، 9(1): 57-67.

شایسته فر، م.ر. و رضایی، ع. 1390. ارزیابی میزان آلودگی و توزیع فلزات سنگین در رسوبات معدن مس سرچشمه با استفاده از داده­های ژئوشیمیایی و تحلیل­های آماری. نشریه مهندسی معدن، 6(11): 25-34.

شمس‌الدین، ه.، جلالی، و. و جعفری، ا. 1394. کاربرد روش‌های آماری چندمتغیره و شاخص‌های زیست‌محیطی در ارزیابی توزیع فلزات سنگین. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 4(3): 65-76.

عبادتی، ف.، اسماعیلی ساری، ا. و ریاحی بختیاری، ع. 1384. میزان و نحوه تغییرات فلزات سنگین در اندام­های گیاهان آبزی و رسوبات تالاب میانکاله. نشریه محیط­شناسی، 37: 53-57.

عقیلی، س.، واعظی هیر، ع.، حسین زاده، م.ر. و ریحانی تبار، ع. 1394. بررسی تغییرات مکانی غلظت فلزات سنگین در رسوبات رودخانه­ای معدن مس سونگون، آذربایجان شرقی. نشریه دانش آب و خاک، 25(1/4): 143-155.

قائنی، م.، رومیانی، ل. و صفرخانلو، ل. 1393. بررسی میزان آرسنیک، جیوه، روی و مس در گیاهان آبزی کارا (Chara sp.)، نی (Phragmites australis)، لویی (Typha latifolia)، و پیزور (Scirpus bulrush) در رودخانه دز. نشریه اکوبیولوژی تالاب، 22: 49-58.

قنادپور، ج.، زندمقدم، ا. و صفاهیه، ع.ر. 1389. تجمع فلزات سنگین سرب، روی، نیکل و کادمیوم در گیاه لویی (Typha Latifia) و رسوبات رودخانه اروند و بهمنشیر در فصل زمستان. نشریه تالاب، 2(5): 29-36.

میرزائی، م. و سلگی، ع. 1394. بررسی غلظت فلزات سنگین (کادمیوم، مس، منگنز، نیکل، سرب و روی) در رسوبات رودخانه زاینده­رود. نشریه پژوهش در بهداشت محیط، 1(4): 251-265.

یونسی­پور، ح.، نصراله­زاده ساروی، ح. و ساداتی­پور، س.م. 1393. بررسی تجمع زیستی فلزات سنگین ضروری (آهن، مس و روی) و نیمه­ضروری (نیکل، کبالت و منگنز) در بافت خوراکی ماهی کپور (Cyprinus carpio) دریای خزر. نشریه توسعه آبزی­پروری، 8(1): 95-106.

Abrahim, G. M.S. and Parker, R.J. 2008. Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree contamination in marine sediments from Tamaki, Estuary, Auckland, New Zealand. Environmental Monitoring and Assessment, 136: 227- 238.

Adomako, D., Nyarko, B.J.B, Dampare, S.B., Serfor- Armah, Y., Osae, S., Fianko, J.R. and Akaho, E.H. 2008. Determination of toxic elements in waters and sediments from River Subin in the Ashanti Region of Ghana. Environmental Monitoring Assessment, 141: 165- 175.

Anonymous, 1984. Contaminants. CODEX Alimentarius Commission. 1st ed.Vol. XVII. Joint FAO/WHO Food Standards Program. Rome, Italy.

Anonymous, 2005c. The Limits of Pollutants in Food. State Environmental Protection Administration of China (GB2762e2005). China.

Burger, J. and Gochfeld, M. 2005. Heavy metals in commercial fish in New Jersey. Environmental Research, 99(3): 403-412.

Imanpour Namin, J., Mohammadi, M., Heydari, S. and Monsef Rad, F. 2011. Heavy metals Cu, Zn, Cd and Pb in tissue, liver of Esox Lucius and sediment from the Anzali international Lagoon- Iran. Caspian Journal of Environmental Sciences, 91:1-8.

Li, Q., Wu, Z., Chu, B., Cai, S. and Feng, J. 2007. Heavy metals in coastal wetland sediments of the Pearl River Estuary, China. Environmental Pollution, 149: 158-164.

Ma, L.Q., Komar, K.M., Tu C., Zhang, W., Cai, Y. and Kenell, E.D. 2001. A fern that hyper accumulates arsenic. Nature, 409: 579-582.

Mayer, R. 1982. NW Lepp (Ed.): Effect of heavy metal pollution on plants. Vol. 1: Effects of trace metals on plant function. 352 S. Vol. 2: Metals in the environment. 257 S. Applied Science Publishers, London and New Jersey, 1981.£ 26.00 (Vol. 1) und£ 21.00 (Vol. 2). Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde, 145(1): 100-101.

Mbewe, G., Mutondo, M., Maseka, K. and Sichilongo, K. 2016. Assessment of heavy-metal pollution in sediments and tilapia fish species in Kafue river of Zambia. Archives of environmental contamination and toxicology, 71(3): 383-393.

Pourang, N., Dennis, J.H. and Ghoorchian, H. 2004. Tissue distributions on the roles of metallothionin. Ecotoxicology, 13: 519-533.

Shahmohammadi-Kalalagh, S., Babazadeh, H., Nazemi, A.H. and Manshouri, M. 2011. Isotherm and kinetic studies on adsorption of Pb, Zn and Cu by kaolinite. Caspian Journal of Environmental Sciences, 9(2): 243-255.

Van Geast, J. 2010. Bioaccumulation of sediment-associated contaminants in freshwater organism: development and standardization of a laboratory method. Ph.D thesis, University of Guelph, Canada, 232 pp.

Varol, M. and Şen, B. 2012. Assessment of nutrient and heavy metal contamination in surface water and sediments of the upper Tigris River, Turkey. Catena. 92:1–10.

Wang, J., Liu, W., Yang, R., Zhang, L. and Ma, J. 2013. Assessment of the potential ecological risk of heavy metals in reclaimed soils at an open cast coal mine. Disaster Advances, 6: 366-377.

Zhang, C. 2007. Fundamentals of environmental sampling and analysis. John Wiley & Sons, 295 pp.

Zhang, H.G., Cui, B.S. and Zhang, K.J. 2011. Heavy metals of natural and reclaimed tidal riparian wetlands in south estuary, China. Journal of Environmental Sciences, 23(12): 1937-1946.

Yuan, C.G., Shi, J.B., He, B., Liu, J.F., Liang, L.N. and Jiang, G.B. 2004. Speciation of heavy metals in marine sediments from the East China Sea by ICP-MS with sequential extraction. Environ International, 30(6): 769-83.