سنجش و کاهش غلظت فلزات سنگین در خاک اطراف کارخانه سیمان تهران به روش گیاه پالایی
محورهای موضوعی : آلودگی خاکسید محسن بلادی 1 , رویا مافی غلامی 2
1 - کارشناسی ارشد مهندسی عمران محیط زیست، گروه محیط زیست، دانشکده مدیریت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب.
2 - دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده مدیریت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب. * (مسوول مکاتبات)
کلید واژه: کارخانه سیمان, نقطه شاهد, گیاه پالایی, فلزات سنگین.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف : خاک نواحی اطراف کارخانه سیمان به دلیل فعالیت‌های حاصل از انتقال مواد اولیه و فرآیند تولید سیمان در معرض آلودگی شدید زیست محیطی قرار دارد. اگر چه این تولیدات، مواد لازم برای توسعه و پیشرفت بشر را فراهم می‌کند لیکن بعضاً با افزایش آلودگی‌ها امکان حیات و استفاده از محیط زیست سالم را از بشر سلب می‌کند. هدف از این مطالعه ابتدا سنجش غلظت فلزات سنگین در خاک اطراف کارخانه سیمان تهران و سپس کاهش آلودگی ها توسط روش گیاه پالایی است.
روش بررسی : محدوده مورد مطالعه در این تحقیق، خاک اطراف کارخانه سیمان تهران در شهر ری و امتداد کوه های بی بی شهربانو واقع شده است. ابتدا از خاکِ نقاط 500،400،300،200 متری ضلع شرقی کارخانه سیمان تهران و نقطه شاهد که در فاصله ی 6 کیلومتری غرب کارخانه قرار دارد، نمونه برداری انجام شد سپس نمونه های خاک به آزمایشگاه ارسال و غلظت فلزات سنگین سرب، روی، مس در خاک تمامی نقاط به وسیله دستگاه ICP-MASS ارزیابی گردید، بعد از آن بر روی این نمونه ها فرآیند گیاه پالایی صورت گرفت و غلظت فلزات گیاهان کاشته شده در خاک گلدان های مختص به نقاط نمونه برداری و خاک بعد از گیاه پالایی در آزمایشگاه اندازه گیری شد.
یافته ها: خاک نقاط نمونه برداری اطراف کارخانه آلوده به فلزات سنگین است. غلظت فلزات سنگین در خاک کلیه ی نقاط نمونه برداری از نقطه شاهد بیشتر است و با افزایش فاصله از کارخانه از غلظت این فلزات کاسته می شود. طبق استاندارد سازمان جهانی بهداشت غلظت فلز سرب تمامی نقاط نمونه برداری شرق کارخانه آلوده (بیش از آلودگی شدید)، غلظت فلز روی در محدوده ی بین آلودگی کم و متوسط (بین 120 تا 290 میلی گرم بر کیلوگرم) و فلز مس بیش از محدوده آلودگی کم (بیش از 35 میلی گرم بر کیلوگرم) قرار دارد، طبق این استاندارد گیاهان کاشته شده در خاک تمامی نقاط آلودگی شدید به فلز سرب دارند، غلظت فلز روی در گیاهان کاشته شده در نقطه اول و دوم بیش از 60 میلی گرم بر کیلوگرم و آلوده هستند، آلودگی به فلز مس در گیاهان دیده نمی شود. غلظت فلزات سنگین در خاک بعد از گیاه پالایی کاهش مناسب تا محدوده مجاز برخی از استاندارد ها را نشان می دهد، طبق استاندارد سازمان جهانی بهداشت غلظت فلز روی در تمامی نقاط به محدوده ی پایین تر از آلودگی کم (کوچکتر از 120 میلی گرم بر کیلوگرم) کاهش پیدا کرد.
بحث و نتیجه گیری: انتشار گرد و غبار و ذرات معلق توسط کارخانجات سیمان و سپس انباشت و تجمع آن در خاک های اطراف می تواند باعث افزایش غلظت فلزات سنگین در خاک شود که در این مطالعه این موضوع مشاهده می شود. مقادیر غلظت فلزات سنگین در گیاهان و خاک بعد از گیاه پالایی حاکی از آن است گیاه مورد نظر (یونجه) پتانسیل استخراج مناسبی را داراست و فنآوری گیاه پالایی می تواند در کاهش غلظت فلزات سنگین خاک تا محدوده مجاز برخی از استاندارد ها موثر واقع شود.
Background and Objective: The soil around the cement plant is exposed to severe environmental pollution due to the activities resulting from the transfer of raw materials and the process of cement production. It deprives human beings of a healthy environment. The purpose of this study is to first measure the concentration of heavy metals in the soil around the Tehran Cement Plant and then reduce pollution by phytoremediation.
Material and Methodology: The study area in this research is the soil around Tehran Cement Factory in Rey city and along Bibi Shahrbanoo mountains. First, soil was sampled from 200, 300, 400, 500 meters of the eastern side of Tehran Cement Factory and the control point, which is located 6 km west of the factory, then soil samples were sent to the laboratory and the concentrations of heavy metals lead, zinc, Copper in the soil of all points was evaluated by ICP-MASS, After that the phytoremediation process was performed on these samples and the metal concentrations of the plants planted in the soil of the pots specific to the sampling points and the soil after phytoremediation were measured in the laboratory.
Findings: The soil of the sampling points around the plant is contaminated with heavy metals. The concentration of heavy metals in the soil of all sampling points is higher than the control point and the concentration of these metals decreases with increasing distance from the factory. According to the standard of the World Health Organization, the concentration of lead metal in all sampling points in the east of the factory is contaminated, the concentration of zinc metal in the range between low and medium pollution (between 120 to 290 mg/kg) and copper metal It is above the low pollution range (more than 35 mg/kg). According to this standard, plants planted in the soil have all the places of severe contamination with lead metal, the concentration of zinc in plants planted in the first point (200 meters) is more than 60 mg/kg and contaminated, copper metal contamination is not seen in plants. Concentrations of heavy metals in the soil after phytoremediation show a reasonable reduction to the allowable range of some standards, also according to the standard of the World Health Organization, the concentration of zinc in the third and fourth stations to the lower range of low pollution (less than 120 mg/kg).
Discussion and Conclusions: Diffusion of dust and suspended particles by cement factories and then its accumulation in the surrounding soils can increase the concentration of heavy metals in the soil, which is observed in this study. Heavy metal concentrations in plants and soil after phytoremediation indicate that the plant has good extraction potential and phytoremediation technology can be effective in reducing the concentration of heavy metals in the soil to the allowable range of some standards.
1. Yahaya T., Okpuzor J. and Ajayi T. (2013). The Protective efficacy of selected phytonutrients on liver enzymes of Albino rats exposed to cement dust. IOSR J. Pharm. Biol. Sci., 8(3), 38-44.
2. Akbarpour saraskanroud, F., Sadri, F., Golalizadeh., D., Phytoremediation of heavy metal (Lead, Zinc and Cadmium) polluted soils by Arasbaran protected area native plants. Vol. 1, No. 4, Summer 2012. (In Persian)
3. Bin Chen, T., Ming Zheng, Y. Lei, M., Chun Huang, Z., Tao Wu, H., Chen, H., Ke Fan, K., Yu, K., Wu, X., ZhengTian, Q., 2005. Assessment of heavy metal pollution in surface soils of urban parks in Beijing, China. Chemosphere 60; 542-551.
4. Banat, K.M., Howari, F.M., Al-Hamad, A.A., 2005. Heavy metals in urban soils of central Jordan: should we worry about their environmental risks. Environmental Research 97, 258-273.
5. Chen, T.B., Wong, W.J.C., Zhou, H.Y., Wong, M.H., 1997. Assessment of trace metal distribution and contamination in surface soil of Hong Kong. Environmental Pollution 96; 61-68.
6. Chen, T.B., Ming Zheng, Y. Lei, M., Chun Huang, Z., Tao Wu, H., Chen, H., Ke Fan, K., Yu, K., Wu, X., ZhengTian, Q., 2005. Assessment of heavy metal pollution in surface soils of urban parks in Beijing, China. Chemosphere 60; 542-551.
7. Teker M, Imamoglu M, Saltabas O. Adsorption of copper and cadmium ions by activated carbon from rice hulls. Turk J Chem 1999; 23(2): 185-91.
8. Rezaei Kahkha M.R, Keykhaii M, Rezaie H, et al. Assessment of heavy metal concentratioins in soil and plants irrigated with urban sewage. Rostamineh 2011; 3(2): 19-26. (In Persian)
9. Schuhmacher M.B., Nadal M. and Domingo, J.L. (2009). Environmental monitoring of PCDD/Fs and metals in the vicinity of a cement plant after using sewage sludge as a secondary fuel. Chemosphere, 74, 1502–1508.
10. Akinola M. o., Okwok N. A. and Yahya T. (2008). The effects of cement dust on Albino Rats (Rattus norveficus) around West African Portland cement factory in Sagamu Ogun State, Nigeria. Environ. Toxicol., 2(1), 1-8.
11. Kamari A, Farshad Far M (2012) New technology of phytoremediation to create a sustainable environment. Bio-safety journal, (2): 5. (In Persian)
12. Sayadi M. H., Rezaei M. R. and Hajiani M. (2018). Investigation of surface soil contamination by lead and chromium around the Qayen cement factory. J. Environ. Water Eng., 3(4), 312 – 322. (In Persian)
13. Mollashahi .M, Darivasi.S, Saeb.K.,2016, Effects of Distance from Pollutant Sources on Heavy Metal Concentrations around Neka cement Factory Soil. J. Env. Sci. Tech., Vol 17, No.4, winter 2016. (In Persian)
14. Javan Siamardi. S, Rezaei Kahkha M. R, Safaei Moghaddam. A, Noori.R . Survey of Heavy Metals Concentration (Fe, Ni, Cu, Zn, Pb) in Farmland Soils of Sistan Central Part., jehe 2014, 2(1): 46-53. (In Persian)
15. A.Neisi, M. Vosoughi, M.J. Mohammadi, B. Mohammadi, A Naeimabadi, Phytoremediation of by Helianthus plant, Journal of Torbat Heydariyeh University of Medical Sciences, Number 2،Volume 2،2014, Online ISSN: 2716-9669. (In Persian)
16. Panah a, Karamshahi A, Mirzaei J, Darabi M. Phytoremediation of Cd, Zn, Pb and Mn in leaf of nine trees species around the cement factory (phy-toremediation of heavy metals in trees species). Iranian Journal of Research in Environmental Health. Autumn 2016; 2 (3) : 212-220. (In Persian)
17. MacDonald DD, Ingersoll CG, Berger T. Development andevaluation of consensus-based sediment quality guidelinesfor freshwater ecosystems. Arch Environ Contam Toxicol 2000; 39(1):20-31.
18. Anita S, Rajesh KS, Madhoolika, A, Fiona MM (2010). Risk assessment of heavy metal toxicity through contaminated vegetables from waste water irrigated area of Varanasi, India; Tropical Ecology 51(2S): Int. Soc. Trop. Ecol. Pp.375-387
19. European Union. Heavy metals in wastes. European commission on environ-ment.http://ec.europa.eu/environment/waste/studies/pdf/heavy metalsreport.pdf (2002)11.B.J.
