ورود فلزات سنگین به خاک کشاورزی با توجه به خطراتی که به سلامت انسان و محیط زیست وارد می‌کند به نگرانی بزرگی در سراسر جهان تبدیل شده است‌. هدف از این مطالعه ارزیابی غلظت فلزات سنگین در خاک کشاورزی و برنج مزارع شهرستان‌های اهواز و باوی در استان خوزستان و شناسایی منابع انسان‌زاد یا طبیعی فلزات سنگین مورد بررسی با استفاده از روش‌های آماری است. مجموعا 14 مزرعه برنج واقع در شهرستان‌های اهواز‌ و باوی انتخاب شدند. اندازه‌گیری پارامتر‌های فیزیکوشیمیایی خاک نشان داد که pH خاک مزارع برنج دارای اسیدیته کمی قلیایی تا قلیایی است. میانگین شوری خاک در حد متوسط است. میانگین غلظت نقره، آرسنیک، کادمیم، آنتیموان از استاندارد پوسته بالایی بیشتر است. براساس میانگین شاخص‌های ارزیابی خطر ریسک زیست محیطی بیشترین خطر مربوط به نقره، آرسنیک، کادمیم و آنتیموان است که بیانگر ورودی‌های انسان‌زاد به خاک کشاورزی، همچون استفاده از کود‌های شیمیایی و آفت‌کش‌ها در منطقه مورد مطالعه است. تحلیل‌های آماری نشان داد که فلزات کروم، آهن، سرب، نیکل و وانادیم دارای منشا طبیعی، آنتیموان و کادمیم دارای منشا انسان‌زاد، آرسنیک و مولیبدن هم دارای منشا طبیعی و انسانی می‌باشند، و نقره دارای منشا انسان‌زاد است. مقدار ضریب‌زیست‌تغلیظ برای مولیبدن نزدیک به یک است که گیاه بعنوان نشانگر فلز مولیبدن معرفی می‌شود. سایر فلزات ضریب‌زیست‌تغلیظ کم رانشان می‌دهند. احتمال خطر سلامتی ناشی از سرب و آرسنیک با مصرف برنج در منطقه وجود دارد و این خطر با مصرف سبزیجات، ماهی و دیگر غذاهای حاوی فلزات سنگین افزایش می‌یابد. بیشترین میانگین غلظت فلزات در نمونه‌های برنج مربوط به سرب و کمترین مربوط به وانادیم است. سرب نمونه‌های برنج از استاندارد WHO مقادیر بیشتری ‌را نشان داد و آرسنیک نیز نزدیک به مقدار استاندارد WHOبود. میزان خطر‌غیرسرطانی در بزرگسالان و کودکان برای آرسنیک و سرب خطر متوسط؛ نیکل، کروم و جیوه خطر کم بود. شاخص‌خطر پذیری برای فلزات متوسط و احتمالا عوارض جانبی را در دراز مدت ایجاد می‌کند. این خطر با مصرف سبزیجات، ماهی و دیگر غذاهای حاوی فلزات سنگین افزایش می‌یابد.

سالانه موارد زیادی از بیماری‌های بالینی ناشی از کمبود عناصر خصوصاً کمبود مس و روی در گوسفندان استان خوزستان دیده می‌شود. این مطالعه با هدف بررسی وضعیت عناصر (Cu, Mo, S, Fe, Zn) در خاک و علوفه و ارزیابی ارتباط آن‌ها با مقادیر سرمی مس و روی در گوسفندان منطقه سوسنگرد انجام شد. تعداد 5 نمونه خاک و 5 نمونه علوفه مرتعی جمع آوری و پس از آماده‌سازی در آزمایشگاه به آزمایشگاه مطالعات مواد معدنی زرآزما ارسال گردید. همچنین 50 نمونه سرم خون گوسفند از 5 منطقه تحت بررسی، جمع‌آوری و به پژوهشکده کاربرد پرتوها واقع در سازمان انرژی اتمی ایران ارسال شد. غلظت عناصر در نمونه‌های خاک با دستگاه ICP-OES و در نمونه‌های علوفه با دستگاه ICP-MS اندازه‌گیری شد؛ همچنین مقادیر سرمی روی و مس با استفاده از روش جذب اتمی اندازه‌گیری شد. مقدارpH و مواد آلی خاک نیز با روش‌های استاندارد اندازه گیری گردید.
مهمترین روشهای آماری مورد استفاده در این پژوهش برای تجزیه و تحلیل داده ها شامل ضریب همبستگی و آنالیز چند متغیره مانند تحلیل مولفه اصلی می‌باشد که با استفاده از نرم افزار SPSS20 انجام شده است. تحلیل مولفه اصلی برای مشخص شدن منشا احتمالی فلزات (انسان‌زاد و زمین‌زاد) و ضریب همبستگی برای مشخص شدن همبستگی احتمالی بین فلزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نتایج آنالیز نمونه‌های خاک نشان داد که میانگین مقادیر گوگرد و آهن بالاتر از مقدار بحرانی آنها در خاک بود، در حالی که میانگین مقدار مس و مولیبدن خاک مناطق مورد بررسی در محدوده طبیعی قرار داشت. همچنین میانگین مقدار روی خاک در مقایسه با مقدار بحرانی آن در سطح پایین‌تری قرار داشت. مقایسه میانگین عناصر علوفه با مقدار بحرانی آنها نشان داد که گوگرد و آهن، بالاتر از مقدار بحرانی آنها در علوفه می‌باشد. در حالی که میانگین مقدار مس، مولیبدن و روی علوفه مناطق مورد بررسی در محدوده طبیعی قرار داشت. میانگین نسبت مس به مولیبدن علوفه در این بررسی نیز 19/7بدست آمد که در محدوده طبیعی قرار دارد. نتایج نشان داد که در مقایسه با مقادیر طبیعی، مقدار سرمی مس و روی گوسفندان منطقه مورد مطالعه، در حد کمبود مرزی یا کمتر از حد طبیعی قرار دارند. به نظر می‌رسد که بالا بودن سطح گوگرد و آهن علوفه، بطور ثانویه سبب کاهش زیست‌دسترس‌پذیری و جذب مس و روی در گوسفندان منطقه شده است.
به منظور ارزیابی آلودگی فلزات از شاخص‌های گوناگون شامل ضرایب خطرات بوم‌شناختی، فاکتور آلودگی، درجه آلودگی و ضریب غنی‌شدگی استفاده شد. میزان فاکتور خطربوم شناختی مس، مولیبدن و روی برای تمام روستاها کم است. همچنین میزان شاخص خطر بوم شناختی برای تمام مناطق کم می‌باشد. مقادیر فاکتور آلودگی برای مس، مولیبدن، روی و آهن در تمام مناطق در محدوده آلودگی کم و برای گوگرد در محدوده آلودگی بسیار زیاد است. همچنین درجه آلودگی در تمام روستاها در محدوده بسیار زیاد قرار دارد. براساس محاسبه ضریب غنی‌شدگی در منطقه فلزات مس، روی و آهن بدون غنی‌شدگی، مولیبدن غنی‌شدگی کم و گوگرد غنی‌شدگی شدید دارد.
ضریب همبستگی پیرسون نشان می‌دهد که مس و روی، مس و آهن، آهن و روی همبستگی مثبت بالایی دارند. انجام تحلیل مولفه اصلی 3 مولفه اصلی بدست داد. مولفه نخست (Cu, Zn, Fe) با منشا زمین‌زاد، مولفه دوم (Mo) با منشا زمین‌زاد و انسان‌زاد، و مولفه سوم (S) با منشا زمین‌زاد و انسان‌زاد می‌باشد.
 

این مطالعه با هدف بررسی وضعیت عناصر مس، روی، آهن، گوگرد و مولیبدن در خاک و علوفه و ارزیابی ارتباط آن¬ها با مقادیر سرمی مس و روی در گوسفندان منطقه مسجد‌سلیمان انجام شد. تعداد 4 نمونه خاک و 4 نمونه علوفه و 60 نمونه خون گوسفند برداشت شد. مقادیر سرمی روی و مس با استفاده از روش جذب اتمی، نمونه‌های خاک با استفاده از روش ICP-OES و نمونه‌های علوفه با استفاده از روش ICP-MS آنالیز شدند. همچنین مقدارpH و مواد آلی خاک نیز با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند.
میانگین مقادیر گوگرد، آهن، مولیبدن، روی و مس خاک مناطق مورد بررسی به ترتیب 130± 6892، 5489± 7/17772، 15/0± 96/0، 3/13± 75/48 و 5/4± 19 میلی‌گرم بر کیلوگرم تعیین گردید. مقایسه این مقادیر با استاندارد بین¬المللی و مطالعات مشابه، نشان داد که همه عناصر مذکور خاک در محدوده طبیعی قرار دارند به جز آهن و گوگرد که از میزان بحرانی مقادیر بالاتری را نشان دادند. مقایسه میانگین عناصر مذکور در علوفه با مقدار بحرانی و سایر تحقیقات نشان داد که میانگین مقدار گوگرد، مس، مولیبدن و روی علوفه مناطق تحت بررسی در محدوده طبیعی قرار داشت. میانگین نسبت مس به مولیبدن علوفه نیز در این بررسی 6/29 به‌دست آمد.
نتایج نشان داد، علی¬رغم اینکه مقدار مس علوفه در کمترین حد طبیعی (5/1± 2/6 میلی¬گرم بر کیلوگرم) قرار داشت، به‌دلیل طبیعی بودن مقادیر گوگرد و مولیبدن خاک و علوفه، کمبود مس در گوسفندان منطقه وجود نداشت. در مقایسه با مقادیر طبیعی، مقدار سرمی روی گوسفندان تحت بررسی بواسطه بالا بودن آهن خاک و علوفه و کاهش زیست¬دسترس‌پذیری روی، در حد کمبود مرزی یا کمتر از حد طبیعی قرار داشت.
مقادیر فاکتور آلودگی برای مس، مولیبدن و روی در تمام مناطق در محدوده‌ی آلودگی کم قرار دارد؛ فاکتور آلودگی عنصر گوگرد در روستاهای گلگیر و آب‌انجیرک آلودگی بسیار بالا را نشان داد.
آنالیزهای آماری پژوهش با استفاده از نرم‌افزار SPSS20 انجام شد. نتایج نشان می‌دهد، ضریب همبستگی شدیدی(r= 0.97) بین فلزات روی و آهن خاک وجود دارد. همبستگی بالا می‌تواند نشان‌دهنده منشا یکسان فلزات باشد. رابطه معنی‌دار مثبت بین گوگرد با مس و مولیبدن خاک وجود دارد که می‌تواند نشان‌دهنده هم‌منشا بودن آن‌ها با یکدیگر باشد. روی و ماده آلی خاک نیز رابطه مستقیم نسبتا قوی r=0.86)) را نشان دادند. نتایج آنالیز مولفه اصلی نشان داد می¬توان منابع مختلف تولید این آلاینده¬ها را به دو دسته زیر تقسیم کرد:
دسته اول: مس، مولیبدن و گوگرد در این گروه قرار دارند. این عناصر به احتمال زیاد ناشی از فعالیت¬های صنعتی و اندکی زمین¬زاد هستند. به نظر می‌رسد غلظت این عناصر ناشی از نفت‌خیز بودن منطقه و فعالیت‌های استخراج نفت است که باعث آلودگی نسبی منطقه می‌شود. در روستای گلگیر به دلیل نزدیکی به کارخانه سیمان کارون وجود گوگرد بالا در خاک می‌تواند ناشی از فعالیت‌های کارخانه باشد.
دسته دوم: دسته دوم: آهن، روی و مولیبدن می¬باشند؛ به این دلیل که غلظت این عناصر در محدوده تقریبا طبیعی قرار دارد منشا آن‌ها احتمالا زمین‌زاد می‌باشد.
 

آلودگی خاک به‌وسیله فلزات سنگین مشکل جدی زیست محیطی است و سلامت بشر را تهدید می‌کند. پژوهش حاضر به منظور بررسی کیفیت خاک، شناسایی فلزات سنگین در خاک‌های سطحی بندرماهشهر و بندرامام، استان خوزستان که متاثر از فعالیت‌های انسانی هستند، انجام شد. در مجموع 30 نمونه خاک سطحی (0-5 سانتی‌متر) از مناطق مورد مطالعه و با توجه به جهت باد غالب جمع‌آوری شد. غلظت فلزات سنگین (سرب، مس، نیکل، روی، کروم، کادمیم و آرسنیک) با استفاده از دستگاه ICP-OESتعیین شد. همچنین خواص خاک OM)،pH و (EC نیز اندازه‌گیری شدند. به منظور ارزیابی سطح آلودگی فلزات سنگین، فاکتور غنی‌شدگی (EF)، شاخص آلودگی (PI) برای هر فلز و شاخص آلودگی یکپارچه (IPI) برای هفت فلز محاسبه شد. شاخص پتانسیل خطر بوم‌شناختی (RI) در اصل به منظور ارزیابی میزان آلودگی فلزات سنگین در خاک محاسبه شد.
تحلیل‌های آماری (تحلیل مولفه اصلی، تحلیل خوشه‌ای و ضریب همبستگی پیرسون) جهت تعیین رابطه بین فلزات و منشاهای احتمالی انجام شد.
میانگین فلزات آرسنیک، کادمیم، کروم، مس، نیکل، سرب و روی در خاک شهری بندرماهشهر به‌ترتیب ppm 66/4، 36/0، 20/114، 45/34، 30/60، 75/23 و 50/65 است. مقادیر متناظر برای این فلزات در خاک سطحی بندرامام به‌ترتیب برابر است با: ppm 77/6، 43/0، 4/127، 3/39، 30/55، 60/36 و 40/100. در مقایسه با مقادیر پوسته بالایی، غلظت آرسنیک، کروم، سرب و روی بالا بود. روند کاهش شاخص آلودگی در بندرماهشهر به صورت کادمیم> آرسنیک> سرب> کروم> روی> نیکل> مس و در بندرامام به صورت آرسنیک> کادمیم> سرب> روی> کروم> مس> نیکل می‌باشد. علاوه براین، نتایج شاخص آلودگی یکپارچه نشان داد که ایستگاه‌های نزدیک به ترمینال (S9) و شرکت پخش و پالایش نفت (S19) در بندرماهشهر، و ایستگاه‌های (S21، S23، S24، S5 و S30) در بندرامام بیشترین مقدار آلودگی را نشان می‌دهند. به‌طور کلی، فلزات سنگین غنی‌شدگی متوسط دارند به‌جز آرسنیک، سرب و کادمیم که غنی‌شدگی بالایی دارند. بالاترین مقدار RI در نمونه‌های 23 و 24 که از مجتمع های پتروشیمی بندرامام برداشت شدند، مشاهده شد. سایر نمونه‌ها (با مقدارRI بزرگتر از 100) در گروه خطر بوم‌شناختی قابل توجه طبقه‌بندی شدند. تحلیل ضریب همبستگی، تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) و تحلیل خوشه‌ای (CA) برای نمونه‌های خاک بندرماهشهر انجام شد و سه منبع اصلی مشخص شد: (1) کادمیم، سرب، کروم، نیکل و آرسنیک دارای منشا ترافیکی و صنعتی، (2) مس و روی به‌طور عمده از فاضلاب شهری و صنعتی همراه با منابع ترافیک، (3) آهن و منگنز به طور عمده از منابع طبیعی مشتق شده‌اند. نتایج حاصل از این تحلیل‌ها برای نمونه‌های خاک بندرامام نشان داد که کادمیم و آرسنیک از منابع صنعتی؛ سرب، مس و روی به‌طور عمده از منابع ترافیکی همراه با منابع صنعتی، کروم و منگنز عمدتاً از منابع صنعتی مشتق شده‌اند. آهن نیز دارای منشا طبیعی است.
بندرامام خمینی یک مرکز صنعتی است، در حالی که بندرماهشهر یک شهرصنعتی-مسکونی است. به‌طور کلی میانگین غلظت فلزات سنگین در خاک سطحی بندرامام خمینی نسبت به بندرماهشهر به‌طور قابل ملاحظه‌ای بالاتر است. در واقع، تراکم بالای فعالیت‌های صنعتی در بندرامام خمینی تا حد زیادی مسئول این موضوع می‌باشد.

امروزه به علت استقرار مناطق شهری و روستایی و تمرکز واحدهای صنعتی در اطراف رودخانه‌ها، این بوم سامانه‌ها به‌شدت در معرض ورود آلاینده‌های فلزی قرار دارند. این تحقیق به‌منظور تعیین غلظت، منشا، میزان آلودگی و سمناکی فلزات سنگین (Fe,Mn,As,Ni,Pb,Zn,Cu,Cr) در رسوبات بستر رودخانه بهمنشیر انجام‌شده است. در این مطالعه تعداد14 نمونه رسوب سطحی از عمق 0تا10 سانتی‌متری رسوبات کف بستر با نمونه‌گیر گرب برداشته شد. جهت تعیین غلظت فلزات سنگین از دستگاه ICP-OES استفاده شد. پارامترهای فیزیکی- شیمیایی رسوبات(pH,Clay,OM) توسط روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده از غلظت فلزات سنگین با استانداردهای کیفی رسوب در جهان مقایسه شد. به‌منظور ارزیابی آلودگی رسوبات به فلزات سنگین شاخص‌های ضریب غنی‌شدگی، فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی؛ و جهت ارزیابی سمناکی رسوبات شاخص‌های پتانسیل سمناکی حاد و خطر بوم‌شناختی محاسبه شد. نتایج، آلودگی متوسط رسوبات به فلزات نیکل و کروم؛ سطح خطر کم رسوبات؛ و غنی‌شدگی متوسط برخی از ایستگاه‌ها؛ وسمناکی برخی از ایستگاه‌ها را به فلزات سرب، روی، مس، نیکل و کروم را نشان می‌دهد. تحلیل‌های آماری انجام‌شده نشان می‌دهد که فلزات مس، روی، سرب و کروم دارای منشا انسان‌زاد؛ آرسنیک ناشی از منابع زمین زاد؛ و نیکل دارای هردو منشا انسان‌زاد و زمین زاد است.

فلزات سنگین ازمهمترین آلاینده ها درمحیط زیست به شمارمیروند.آلودگی خاک هاومحصولات زراعی به فلزات سنگین یک مشکل جدی و روز افزون در مناطق صنعتی است .ورودفلزات سمی ازطریق فعالیتهای انسانی باعث آلودگی بسیاری ازخاکها و گیاهان شده است. استفاده از فاضلاب برای آبیاری، کودهای شیمیایی، آفت کش ها و ضایعات صنعتی و رهاسازی ضایعات درمزارع باعث آلودگی زمین کشاورزی گردیده است. هدف از این مطالعه تعیین غلظت فلزات سنگین (Pb، Zn ، Cu ، Cd، Ni ، Cr، Mn،As) در مزارع گندم شهر اهواز می باشد. به این منظور، 5 قطعه زمین کشاورزی گندم انتخاب شدند. از خاک و گندم هر قطعه زمین بترتیب 5 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتیمتری و یک نمونه گندم ( بصورت مرکب از منطقه ی برداشت خاکها ) نمونه برداری شد. در مجموع 25 نمونه ی خاک و 5 نمونه گندم برداشت شد. پس از آماده سازی نمونه ها در آزمایشگاه، به منظور تعیین غلظت فلزات سنگین در نمونه های خاک و گندم از دستگاه های ICP-MS و ICP-OESاستفاده شد. میزان آلودگی خاک به فلزات سنگین با استفاده از ضریب غنی شدگی، فاکتور آلودگی، درجه آلودگی، و شاخص بار آلودگی مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS16انجام شد. نتایج مطالعه نشان داد که غلظت کروم در همه ی ایستگاه های مناطق مورد بررسی از تمام استاندارد های بکار برده شده (استاندارد خاک کشاورزی اتحادیه اروپا Eu))، استاندارد سازمان بهداشت جهانی WHO) )، استاندارد پوسته قاره ای فوقانی و استاندارد حفاظت محیط زیست امریکا ( (USEPA) بیشتر است. میانگین فلز نیکل در خاک نیز از تمام استاندارد های به کار برده شده بالاتر است. غلظت تمام عناصر در نمونه های گندم از استاندارد بیشینه ی رواداری فلزات سنگین و استانداردFAO-WHO کمتر است.

در این مطالعه توزیع فلزات سنگین (As, Cr, Ni ,V, Mn, Fe, Zn, Pb ) وگوگرد (S) در نمونه های خاک اطراف مجتمع پتروشیمی و پالایشگاه نفت آبادان، بررسی شده است. با توجه به عنوان این تحقیق ، موضوع مورد بررسی، غلظت فلزات سنگین است ، اما با توجه به بالا بودن غلظت عنصر گوگرد (S) و اهمیت زیست محیطی آن، این عنصر نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
به این منظور 22 نمونه خاک سطحی با در نظر گرفتن جهت وزش باد غالب منطقه در جهت شمال غرب – جنوب شرق برداشت شد. نمونه شماره 22 نمونه شاهد است که از منطقه روستایی برداشت شد. پس از آماده سازی در آزمایشگاه، نمونه ها به روش ICP-OES برای تعیین غلظت عناصر مورد بررسی قرار گرفتند، همچنین pHو مقدار ماده آلی نمونه ها نیز با روش های استاندارد اندازه گیری شد . میزان آلودگی خاک با استفاده از شاخص های مختلف از جمله شاخص آلودگی ، شاخص آلودگی یکپارچه ، ضریب غنی شدگی، درصد غنی شدگی انسانزاد، شاخص پتانسیل خطر بوم شناختی، درجه اشباع فلزات و پتانسیل سمناکی حاد مورد بررسی قرار گرفت. میانگین غلظت عناصر با میانگین پوسته بالایی، میانگین جهانی و استاندارد EPA ، مقایسه گردید. نتایج محاسبه شاخص های زمین شیمیایی نشان داد که بیشترین آلودگی مربوط به گوگرد، سرب و روی می باشد. تحلیل های آماری نشان داد که در خاک اطراف صنایع پتروشیمی و پالایشگاه آبادان، وانادیوم، آهن و منگنز عمدتا دارای منشاء زمین زاد می باشند، سرب و روی ناشی از ترافیک و گسیل از وسایل نقلیه و فعالیت مجتمع پتروشیمی و پالایشگاه نفت می باشند. آرسنیک، نیکل و کروم دارای هر دو منشاء زمین زاد و انسانزاد می باشند. همچنین غلظت های بالای گوگرد در نمونه های منطقه مورد مطالعه ناشی از فعالیت مجتمع پتروشیمی و پالایشگاه نفت است.

 

آلودگی آب در کشورهای درحال‌توسعه توسط منابع شهری، صنعتی و کشاورزی و فقدان قوانین منع آلودگی و اجرای آن‌ها ایجاد می‌شود. رودخانه بهمنشیر که در جنوب غربی ایران در استان خوزستان واقع‌شده است از رودخانه کارون منشعب می‌شود و به دلیل نقش حیاتی جهت تامین آب شرب، کشاورزی و صنعتی شهر آبادان حائز اهمیت است. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر شهر آبادان بر روی کیفیت آب سطحی رودخانه بهمنشیر است. بدین منظور سیزده نمونه آب در اردیبهشت‌ماه ۹۴ (فصل خشک) جهت تعیین عناصر اصلی (Na,K,Mg,Ca) و فلزات سنگین (Al,Fe,Mo,Cd,Cu,Ni,V) در فاز محلول و مواد مغذی (نیترات کل (TN) و فسفات کل (TP)) گردآوری شدند. درمجموع غلظت بیشتر فلزات سنگین اندازه‌گیری شده در نمونه‌های آب، زیر حد تشخیص دستگاه یا در مقادیر اندک بودند. ترتیب میانگین غلظت فلزات سنگین در آب سطحی به‌صورتCd<V<Cu<Ni<Mo<Fe<Al است. در مقایسه با مقادیر میانگین جهانی فلزات سنگین حمل شده در حالت محلول در رودخانه‌های غیر آلوده، مقادیر میانگین این عناصر در آب رودخانه بهمنشیر اندکی بالاتر است که می‌تواند نشان‌دهنده‌ی تاثیر شهرآبادان بر آب رودخانه باشد. نتایج نشان داد که غلظت بیشتر فلزات کمتر از مقدار استاندارد توصیه‌شده سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای آب آشامیدنی بود. تنها غلظت فلز Al در ایستگاه S4 (25/0 میلی‌گرم بر لیتر) و غلظت فلز Cd در ایستگاه S9(0051/0 میلی‌گرم بر لیتر) از مقدار استاندارد توصیه‌شده سازمان بهداشت جهانی برای آب آشامیدنی که برای Al ۲/۰ میلی‌گرم بر لیتر و برای Cd ۰۰۳/۰ میلی‌گرم بر لیتر است کمی بیشتر است. میانگین غلظت عناصر اصلی(غلظت Na ۲/۴۰۷ ؛ Ca ۴/۱۷۵ ؛ Mg ۹/۶۲ و K ۳/۵ میلی‌گرم بر لیتر) از مقادیر میانگین جهانی( Na 7/3 ؛ Ca 8 ؛ Mg 4/2 و K 1 میلی‌گرم بر لیتر) بیشتر بودند. میانگین این عناصر به ترتیب زیر کاهش می‌یابند: K < Mg < Ca <Na. دلیل بالا بودن غلظت عناصر اصلی در رودخانه بهمنشیر را می‌توان به‌قرارگیری این رودخانه در منطقه‌ای خشک با نرخ تبخیر بالا، نفوذ آب خلیج فارس طی مد و ورود مواد حل‌شده حاصل از سازندهای بالادست به درون این رودخانه نسبت داد. تحلیل همبستگی پیرسون (Pearson correlation) و تحلیل مولفه اصلی (PCA)، برای شناسایی منابع احتمالی فلزات کمیاب و عناصر اصلی و نیز بررسی ارتباطات آن‌ها با پارامترهای فیزیکوشیمیایی مورداستفاده قرار گرفتند. طبق نتایج تحلیل مولفه اصلی و تحلیل همبستگی پیرسون (تحلیل‌های آماری چند متغیره) هم منابع زمین زاد و هم انسان‌زاد در غلظت عناصر نقش دارند. همچنین نتایج حاصل از آنالیز نیترات و فسفات کل نشان داد که منابع نقطه‌ای مانند فاضلاب‌های شهری و پساب استخر پرورش ماهی در آلودگی رودخانه نقش مهمی داشته‌اند. هرچند که نخلستان‌های بی‌شمار در دو طرف رودخانه در فصل تر می‌توانند منابع آلوده‌کننده بالقوه‌ای محسوب گردند. ارزیابی خطر ناشی از فلزات بر سلامت انسان از طریق خارج‌قسمت خطر (HQ)، محاسبه شد. نتایج نشان داد که میزان HQ برای هر یک از فلزات و مجموع فلزات کمتر از یک و در گستره‌ی امن و رضایت بخشی قرار دارد، (HQ<1) که نشان می‌دهد مصرف آب رودخانه جهت آشامیدن سلامتی مردم محلی را تهدید نمی‌کند. نتایج حاصل از شاخص فلزی بر اساس مقادیر استاندارد سازمان بهداشت جهانی (۲۰۱۱) و حداکثر غلظت مجاز موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران (۱۳۷۶) برای آب آشامیدنی و نیز بر اساس بیشینه غلظت مجاز سازمان خواروبار و کشاورزی برای آب آبیاری (۱۹۸۵)، نشان داد که بیشتر ایستگاه‌ها به مقدار اندک توسط فلزات سنگین آلوده‌شده‌اند. طبق نتایج نمودار ویلکاکس آب همه ایستگاه‌ها به‌جز ایستگاه S11 که در رده¬ی (C4S3) قرار می¬گیرد و برای آبیاری خیلی شور و مضر است، در رده C4S2 که برای زراعت نامناسب هستند جای گرفتند شرایط اقلیمی منطقه مانند کم بودن میزان بارندگی، بالا بودن دما، شدت تبخیر و نفوذ آب خلیج فارس طی مد در کیفیت آب رودخانه تاثیر زیادی دارد.

 

این مطالعه به بررسی میزان آلودگی فلزات سنگین در رسوبات رودخانه کارون در محدوده‌ی شهر اهواز می‌پردازد. به این منظور، تعداد 24 نمونه از رسوبات سطحی (5-0سانتیمتر ) به‌همراه یک نمونه‌ی مغزه از منطقه‌ی مورد مطالعه جمع آوری شد. غلظت فلزات سنگین کروم، مس، روی، سرب، آرسنیک، نیکل، منگنز و آهن بوسیله روش ICP-MS در آزمایشگاه ACME کانادا مشخص گردید. همچنین به منظور بررسی تاثیر عوامل محیطی بر پراکندگی فلزات، پارامترهای فیزیکوشیمیاییpH و OC اندازه‌گیری شد. پس از انجام عملیات نمونه‌برداری و آنالیز نمونه‌ها، برای ارزیابی میزان آلودگی، مقادیر شاخصهای مختلف شامل معیار کیفیت رسوبات(SQG-Q)، (SQG)، درجه آلودگی اصلاح یافته(mCd) ، درجه اشباع فلزات(SDM)، شاخص خطر بوم شناختی بالقوه(RI)، درصد عوامل انسان‌زاد، سمناکی حاد بالقوه، شاخص درجه سمناکی رسوب(STd) ، شاخص بار سمناکی(TLI) ، شاخص آلودگی(PLI ) محاسبه شد. از نمونه عمیق مغزه رسوبی بعنوان زمینه تقریبی محلی استفاده شد. بحث و تحلیل آماری داده‌ها با استفاده از ضریب همبستگی، تحلیل مولفه‌‌های اصلی و تحلیل خوشه‌ای انجام شد. غلظت فلزات سنگین در نمونه‌ی مغزه‌ روندی کاهشی را نسبت به عمق نشان داد. بر مبنای معیار کیفیت رسوبات(SQGs) بیشترین اثرات نامطلوب زیست‌شناختی می‌تواند از نیکل و بعد از آن کروم ناشی شود. شاخص بار سمناکی نشان داد که درصد احتمالی سمناکی رسوبات منطقه نسبتا کم میباشد. سمناکی حاد بالقوه(∑TU)، بطور عمده ناشی از نیکل و کروم میباشد و سرب کمترین نقش را در سمناکی داراست. بر اساس نتایج درجه آلودگی اصلاح شده(mCd)، میزان آلودگی رسوبات منطقه از صفر تا متوسط تغییر می‌کند. شاخص اشباع فلزات(SDM)، دسترس‌پذیری بیشتر فلزات را در ایستگاههای 4، 16 و 23 نشان میدهد. شاخص خطر بوم‌شناختی بالقوه بیان کننده سطح خطر کم در رسوبات منطقه میباشد. شاخص درصد انسانزاد، بیشترین درصد را برای مس، سرب و روی در ایستگاههای 16 و 19 نشان میدهد. نتایج آنالیزهای آماری همبستگی بالای OC با فلزات مس، سرب و روی را نشان میدهد. همچنین همبستگی آهن، منگنز، کروم، نیکل و آرسنیک، می‌تواند منشا یکسان این فلزات را نشان دهد. pH با فلزات مس، سرب و روی همبستگی منفی بالایی نشان می‌دهد و گویای کاهش تحرک این فلزات با افزایش pH است. تحلیل مولفه اصلی دو فاکتور اصلی را نشان داد. فاکتور اول شامل نیکل، آرسنیک ، کروم، آهن و منگنز ؛فاکتور دوم شامل مس، سرب و روی و OC میباشد. همین نتایج توسط تحلیل خوشه‌ای بدست آمد. شاخص(STd) و (SQG-Q)نشاندهنده سمناکی متوسط کم در بیشتر ایستگاهها و شاخص(TLI) سمناکی را در کل منطقه مورد مطالعه کم نشان داد.

خاک علاوه بر اینکه جایگاه موجودات خشکی‌زی به ویژه جوامع انسانی است محیط منحصر به فردی برای زندگی انواع حیات جانوری به خصوص گیاهان به شمار می رود. شرکت فولاد خوزستان در جنوب شرق شهر اهواز قرار دارد. به منظور ارزیابی تاثیر این شرکت بر آلودگی خاک منطقه 17 نمونه مرکب خاک( cm10-0)(12 نمونه خاک اطراف شرکت فولاد و 5 نمونه خاک‌های تحت تاثیر پساب صنایع فولاد خوزستان) و با در نظر گرفتن جهت وزش باد غالب منطقه برداشت شد. پس از آماده سازی، نمونه ها جهت تعیین غلظت فلزات سنگین (کروم، آهن، منگنز، نیکل، سرب، روی و کادمیوم) با روشICP-OES آنالیز شدند و همچنین خواص فیزیکو‌شیمیایی نمونه‌های خاک، مقدار pH، مواد آلی، پراکندگی اندازه ذرات نیز اندازه‌‌گیری شد.
به منظور ارزیابی آلودگی فلزات سنگین ازشاخص‌های گوناگون شامل فاکتور غنی‌شدگی، شاخص آلودگی، شاخص آلودگی یکپارچه، درصد غنی‌شدگی انسان‌زاد و نیز درجه اشباع فلزات استفاده شد. همچنین از آنالیزهای آماری تحلیل مولفه اصلی و آنالیز خوشه‌ای برای تشخیص منشا فلزات استفاده شد.
میانگین غلظت فلزات سنگین نمونه ها با غلظت این فلزات در خاک‌های غیرآلوده جهان، میانگین غلظت فلزات سنگین در پوسته بالایی و زمینه محلی مقایسه شد. نتایج نشان داد نمونه خاک‌های اطراف صنایع فولاد خوزستان در مقایسه با استاندارد های مورد ارزیابی در این رساله آلوده‌تر بود و نمونه‌های تحت تاثیر پساب نیز نسبت به خاک‌های غیر آلوده آلوده‌تر است.

 

نتایج فاکتور غنی‌شدگی نشان‌ داد که بیشترین فاکتور غنی‌شدگی در نمونه‌های خاک اطراف کارخانه مربوط به آهن(3/10) و کمترین آن مربوط به کروم(96/0) می‌باشد، همچنین برای نمونه‌های تحت تاثیر پساب مشاهده شد که، کادمیوم و روی بدون غنی‌شدگی، منگنز، نیکل، سرب، آهن و کروم دارای غنی‌شدگی کم هستند. نتایج شاخص آلودگی نشان داد که ایستگاه‌های نزدیک به محل کارخانه و در جهت پایین دست باد غالب منطقه و نیز ایستگاه‌های پایین دست محل تخلیه پساب بیشترین مقادیر آلودگی را نشان می دهند(ایستگاه‌های4، 12، 14 و 17).
علاوه بر این نتایج شاخص یکپارچه آلودگی که در خاک‌های اطراف کارخانه، بیشترین آلودگی مربوط به آهن و سرب است، همچنین در نمونه‌های تحت تاثیر پساب بیشترین آلودگی مربوط به آهن است. نتایج شاخص درصد غنی‌شدگی انسان‌زاد نشان داد که، فلزات سرب، آهن، کروم، کادمیوم و منگنز دارای منشا انسان‌زاد، و منشا روی و نیکل عمدتا زمین‌زاد است. در نمونه خاک‌های تحت تاثیر پساب، آهن، منگنز و سرب دارای منشا انسان‌زاد، و نیکل (دارای هر دو منشا انسان‌زاد و زمین‌زاد)، و فلزات کادمیوم، روی و کروم دارای منشا زمین‌زاد می باشند. در نمونه خاک‌های اطراف کارخانه بیشترین درجه اشباع فلزات مربوط به ایستگاه‌های 4، 12 و در نمونه‌های تحت تاثیر پساب بیشترین مقادیر مربوط به ایستگاه‌های 14 و 17 می باشد.
ضریب همبستگی پیرسون نشان داد که، نیکل و آهن، سرب و روی و منگنز دارای همبستگی مثبت بالا، همچنین کادمیوم با مواد آلی همبستگی منفی بالایی دارند. انجام تحلیل مولفه های اصلی 3 مولفه اصلی بدست داد، آنالیز خوشه‌ای(CA) نیز 2 خوشه اصلی(Pb, Zn, Mn, Cd) با منشا انسان‌زاد و (Ni, Fe, Cr) با منشا انسان‌زاد و زمین‌زاد می باشد.
 

از آنجایی که فلزات سنگین از آلایندههای پایدار بوده و قادرند در رسوبات تجمع یابند، لذا بررسی میزان غلظت آنها میتواند نگرشی کلی در مورد آلودگی بوم سامانه آبی ارائه دهد. هدف از این مطالعه بررسی آلودگی فلزات سنگین در رسوبات رودخانه خرمآباد با توجه به ورود آلایندههای مختلف به آن میباشد. به منظور ارزیابی کیفیت رسوبات رودخانه خرمآباد، 18 نمونه رسوب سطحی در طول مسیر رودخانه برداشت گردید. غلظت فلزات سنگین )کروم، نیکل، سرب، روی، مس، مولیبدن و آرسنیک( و همچنین برخی خواص فیزیکوشیمیایی رسوب )درصد رس، pH ، مواد آلی( تعیین گردید. آلودگی رسوبات به وسیله فاکتور آلودگی ) CF (، شاخص بار آلودگی ( PLI (، شاخص ,Igeo شاخص خطر بوم شناختی بالقوه (RI) و فاکتور خطر بوم شناختی بالقوه (Ei) اندازهگیری شد. همچنین تحلیلهای آماری نیز به منظور تعیین منشا احتمالی فلزات سنگین در رسوبات انجام شد. براساس نتایج غلظت کروم در تمام ایستگاهها بیشتر از شیل میانگین بود. همچنین غلظت سرب، روی، مس و نیکل در بعضی ایستگاهها بیشتر از شیل میانگین و مقدار زمینه محلی بودند . غلظت کروم در بعضی ایستگاهها از مقدار غلظت زمینه محلی کمتر بود. غلظت مولیبدن و آرسنیک در تمامی ایستگاهها کمتر از شیل میانگین و در بعضی ایستگاهها بیشتر از مقدار غلظت زمینه محلی بود؛ شاخص بار آلودگی نشاندهندهی آلودگی بعضی از ایستگاهها میباشد. فاکتور آلودگی نیز نشاندهندهی آلودگی رسوبات به نیکل، آرسنیک، مس، سرب و روی در بیشتر ایستگاه- ها، و برای کروم در همه ایستگاهها به جز دو ایستگاه میباشد. مقدار فاکتور آلودگی برای مولیبدن در بیشتر ایستگاهها کمتر از یک است. فاکتور خطر بومشناختی و شاخص خطر بومشناختی بالقوه رسوبات نشاندهنده قرارگیری رسوبات در رده یک )آلودگی کم( میباشند. تحلیلهای آماری نیز مبین منشا انسانزاد بیشتر آلودگیها در رسوبات رودخانه خرمآباد است