مطالعه شدت آلودگي، ريسك آزادسازي و قابليت دسترسي بيولوژيكي فلزات رسوبات آبهاي شيرين و نواحي ساحلي و تحليل ارتباط آن با ويژگيهاي رسوبات (دانه بندي و تركيب)

دكتري

عوامل مختلفي بر برآورد خطر و ريسك آزادشدن اين فلزات از رسوبات مؤثرند از جمله اين عوامل دانه بندي، تركيب شيميايي، مينرالوژي و بافت ذرات رسوبات هستند كه نقش مهمي در قابليت نگهداشت و آزادسازي فلزات در هنگام تغيير شرايط محيطي دارند. با توجه به اين موضوع در تحقيق حاضر شدت آلودگي، ريسك آزادسازي و قابليت دسترسي بيولوژيكي فلزات موجود در اكوسيستم هاي آب شيرين بررسي شده و ارتباط آن ها با ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي رسوبات(دانه بندي و تركيب) تحليل شده است. به منظور انجام تحقيق حاضر پس از انجام عمليات نمونه برداري از رسوبات سطحي رودخانه اي (40 ايستگاه از 15 رودخانه)، تالابي(2 ايستگاه از 2 تالاب (تالاب هاي اميركلايه و بوجاق) و ساحلي (5 ايستگاه در نوار ساحلي) استان گيلان ، خصوصيات فيزيكي و شيميايي نمونه ها تعيين گرديد. با توجه به متفاوت بودن جنس سازندهاي زمين شناسي استان گيلان، نمونه هاي رسوبي رودخانه اي با استفاده از روش خوشه بندي فازي به دو دسته رودخانه هاي شرقي- مركزي و غربي تقسيم شدند. نتايج شاخص تجميعي ريسك اكولوژيك(RI) در اندازه ذرات مختلف رسوبات نشان داد كه در رسوبات رودخانه اي در بيشتر ايستگاه ها، مقادير حداكثر شاخص ريسك اكولوژيك مربوط به اندازه ذرات 63 تا 125 ميكرون بوده است. دليل اين امر بالا بودن مقادير كادميوم در اين اندازه رسوبات مي باشد. در رسوبات تالابي اين موضوع متفاوت بوده و بيشترين مقادير اين شاخص در ذرات زير 38 ميكرون بوده است. بمنظور تعيين ريسك آزادسازي رسوبات، آزمايشات تفكيك شيميايي بر روي نمونه هاي منتخب انجام شد و درصد مشاركت فلزات در فازهاي مختلف پيوندي قابل مبادله، كربناته، اكسيدهاي آهن و منگنز، آلي و باقيمانده تعيين شد. نتايج نشان داد كه در رسوبات رودخانه اي ذرات كوچكتر از 63 ميكرون بيشترين درصد مشاركت فلزات با فازهاي سست (كربناته و قابل مبادله) مربوط به كادميوم و در ذرات بزرگتر از 63 ميكرون مربوط به سرب و كبالت بوده است. در رسوبات تالابي براي فلزات مس، كروم، كادميوم، واناديوم و كبالت حداكثر مشاركت با فازهاي سست در ذرات كوچكتر از 63 ميكرون و براي نيكل و سرب حداكثر مشاركت در ذرات بزرگتر از 63 ميكرون مشاهده گرديد. در رسوبات ساحلي مقايسه ميزان مشاركت فلزات گوناگون در فازهاي سست در اندازه ذرات مختلف نشان داد كه از ميان تمام فلزات، سرب، نيكل، كادميوم و كبالت نسبت به ديگر فلزات بيشترين مقادير را در اين دو فاز و در ذرات با اندازه بزرگتر از 63 ميكرون داشته است. لذا امكان تحرك بيشتر اين فلزات و در نتيجه ريسك آزادسازي آن ها بالا مي باشد. در ادامه براي جمع بندي موضوع، از شاخص تجميعي كد ارزيابي ريسك اصلاح شده(mRAC) استفاده گرديد. مقادير كد ارزيابي ريسك اصلاح شده در رسوبات رودخانه اي نشان داد كه تعدادي از ايستگاه ها و اندازه ذرات در حد خطر كم تا متوسط قرار داشته و براي بخش زيادي از ايستگاه ها در حد بدون خطر تا خطر كم مي باشد. در رسوبات تالابي بالاترين مقدار كد ارزيابي ريسك اصلاح شده مربوط به رسوبات كوچكتر از 38 ميكرون تالاب بوجاق بود. ذرات 63 تا 125 ميكروني رسوبات ساحلي داراي بيشترين مقدار شاخص كد ارزيابي ريسك اصلاح شده اند.در مرحله بعدي از آزمايشات استخراج تك مرحله اي و با استفاده از EDTA ميزان قابليت دسترسي بيولوژيكي رسوبات دانه بندي شده استفاده گرديد. نتايج نشان داد در رسوبات رودخانه اي دانه بندي شده بيشترين مقدار ميانگين استخراج شده مربوط به فلز كادميوم و در اندازه ذرات كوچكتر از 38 ميكرون، در رسوبات تالابي دانه بندي شده، مقدار بالاي ميانگين استخراج شده مربوط به كروم در اندازه ذرات زير 38 ميكرون و در نهايت واناديوم در رسوبات ساحلي با اندازه 500-250 ميكرون بالاترين مقدار را داشته است.

190279

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي آب

دكتر محسن سعيدي - دكتر راضيه لك