توصيفگر ها :
پذيرفتاري مغناطيسي , شاخص آلودگي Igeo , شاخص آلودگي تجمعي نمرو , فلزات سنگين , گرد و غبار خياباني
چكيده فارسي :
ذرات معلق در هوا كه تحت تأثير عوامل مختلف طبيعي و انسانزاد ايجاد ميشوند، معمولاً با نام آئروسل شناخته شده و ميتوانند حامل ذرات و عناصر آلاينده و مضر در محيطهاي شهري باشند. گرد و غبار اصطلاحي است براي ذرات در اندازههاي كوچكتر از 100 ميكرومتر كه بر اثر تعليق مجدد ذرات حاصل از فعاليتهاي انساني يا طوفانهاي گرد و غباري وارد محيطهاي شهري ميشوند. اين ذرات ميزبان آلايندههاي مختلف از جمله فلزات سنگين بوده كه از منابع مختلف انسانزاد و طبيعي توليد ميشوند. منابع و مقادير اين فلزات در فصلها و شهرهاي مختلف ميتواند بسيار متفاوت باشد. هدف اين مطالعه بررسي تغييرات فصلي برخي فلزات سنگين در گرد و غبار خياباني شهرهاي اصفهان، فلاورجان، خمينيشهر، نجفآباد، شهرضا و نطنز، تعيين مقادير غلظت اين عناصر، منابع بالقوه ايجاد آنها و تعيين سطوح آلودگي گرد و غبار خياباني ميباشد. فرض بر اين بود كه مقادير غلظت و سطوح آلودگي عناصر سنگين در گرد و غبار خياباني نسبت به اطراف شهرها در فصول پر بارش بيشتر از فصول خشك، شهرهاي پر جمعيت بيشتر از شهرهاي كم جمعيت و همچنين منابع افزايش اين عناصر در گرد و غبار خياباني بيشتر عوامل انسانزاد نسبت به منابع طبيعي آنها باشد. نمونهبرداري در نيمه اول ماه دوم هر فصل به تعداد 20 نمونه در شهر اصفهان و 10 نمونه از هر يك از شهرهاي ديگر و همچنين 30 نمونه از خاكهاي اطراف شهرها انجام شد. ويژگيهاي فيزيكي و شيميايي نمونههاي گرد و غبار خياباني برداشت شده شامل مقادير شن، سيلت، رس، آهك، گچ، هدايت الكتريكي و pH با روشهاي مرسوم اندازهگيري شد. مقدار پذيرفتاري مغناطيسي در هر دو فركانس در تمام شهرها و فصول براي نمونههاي گرد و غبار خياباني بيشتر از نمونههاي اطراف شهرها بوده و بيشترين مقادير اين ويژگي در شهر نطنز مشاهده شد كه به نظر ميرسد به حضور مواد مادري آذرين حاوي مقادير قابل توجه كانيهاي فرومغناطيس مرتبط است. ترتيب غلظت و سطوح آلودگي دو شاخص زمين انباشتگي و آلودگي تجمعي نمرو براي عناصر سنگين روند كلي مس> روي> سرب> نيكل> كروم > كبالت را نشان دادند. مقدار كادميوم در كليه نمونهها كمتر از دامنه قابل اندازهگيري با دستگاه جذب اتمي بود. ترتيب آلودگي براي تمام عناصر در فصول مختلف متفاوت بوده ولي روند تغييرات به طور كلي به صورت فصل بهار> زمستان> پاييز > تابستان براي آلودگي و غلظت اين عناصر بدست آمد. همبستگي بين غلظت فلزات سنگين و پذيرفتاري مغناطيسي نمونههاي گرد و غبار خياباني شهرها نشان داد كه غلظت فلزات روي، مس و سرب همبستگي متوسط داشته و احتمالاً داراي منشاء يكساني هستند. در مقابل، غلظت فلزات نيكل، كروم و كبالت در گرد و غبار خياباني با پذيرفتاري مغناطيسي همبستگي منفي متوسط تا ضعيف داشته و احتمالاً نمايانگر منابع متفاوت اين عناصر است. تغييرات مكاني و فصلي شاخص زمين انباشتگي عناصر روي، مس، سرب نشان داد كه اين عناصر داراي آلودگي متوسط تا شديد بوده و اين ويژگي در مورد عناصر نيكل، كروم و كبالت نمايانگر عدم آلودگي جدي است. بيشترين آلودگي و تجمع ذرات در شهر اصفهان بود و كمترين اين مقادير براي شهر نطنز گزارش شد. بر خلاف تصور، تغييرات فصلي نشان داد كه فصل بهار نسبت به ساير فصلها بيشترين مقادير را براي غلظت اكثر فلزات به خود اختصاص داده است. از دلايل مهم آن ميتوان ترددهاي توريستي-ترانزيتي بيشتر در فصل بهار، تجمع آلايندهها و كمبود بارندگي و شستشوي ضعيف معابر شهري، پايداري عناصر سنگين در محيط، كمبود فضاي سبز در بيشتر شهرها، فرسودگي وسايل نقليه در برخي شهرها و ضعيف بودن زير ساختهاي خيابانها و پيادهروها عنوان كرد.
چكيده انگليسي :
Suspended particles in air, which are produced by natural and anthropogenic factors, are normally referred to as “aerosols”. They might carry solid grains and also polluting and dangerous elements in urban areas. Dust enters the urban environments as particles with a diameter of less than 100 micron resulting from the resuspention of anthropogenically produced particles and particles created by storm. Such particles are the host of different contaminants such as heavy metals originated from natural and human induced sources. The objectives of this study were: (i) to investigate the seasonal variability of the concentration of selected heavy metals in the streat dust of Isfahan, Felavarjan, Khomeinishahr, Najafabad, Shahreza and Natanz cities, (ii) to determine the concentration of selected metals, (iii) to trace the potential sources of selected metals in the street dust, and (iv) to find the contamination level of street dust. It was hypothesized that the concentartion and pollution level of heavy metals in the street dust of urban areas in the rainy seasons were higher than those in other seasons and also they were also higher in more populated cities, and anthopogenic sources were the dominant sources of heavy metals. Street dust samples were taken in the 2nd month of each of the four seasons including 20 samples from Isfahan and 10 samples from each of the other cities. Besides, 30 samples were collected from non-urban areas for comparison. Physico-chemical properties of dust samples including the amounts of sand, silt, clay, pH, EC, carbonates, and gypsum were measured in all the dust samples. Also, the concentration of selected heavy metals as well as the magnetic susceptibility in low and high frequencies were determined in the samples. Collected data were evaluated using non-parapetric statistics including Kruskal-Wallis test, nested design, and Tucky-Kramer mean comparison approach. Results showed that carbonates, gypsum, pH, and EC values in street dust samples had considerable spatial and temporal variability, and the their variability was much higher in the street dust of the urban areas than that of non-urban sites indicating their anthropogenic origin. Magnetic susceptibility of the street dust samples from all the cities and all the seasons at both frequencies was higher than that in non-urban areas. Besdies, samples from Natanz showed the highest magnetic susceptibility which could be attributed to the igneous rocks surrounding this city likely containing a high level of feeromagnetic minerals. Both geoaccumulation and Nemerrow indices showed the following contamination trend for the street dust: Cu>Zn>Pb>Ni>Cr>Co. The concentration of Cd was not within the measurable range by atomic absorption spectrometry. The level of contamination of all the heavy metals was variable in different seasons, but the general trend was spring>winter>fall>summer. The results of this investigation indicated that the level of heavy metals in the street dust was influenced by human activities. The highest pollution level was obtained for the city of Isfahan, where as the lowest for the street dust in Natanz. Contrary to our expectation, the highest seasonal pollution of the street dust was obtained for spring for most of the heavy metals studied.