شماره مدرك
20522
شماره راهنما
17650
پديد آورنده
كريمي، بهار
عنوان
منشأيابي عناصر با پتانسيل سميت همراه با PM2.5 و ارزيابي ريسك سلامت و اكولوژيك آنها در منطقه ويژه اقتصادي انرژي پارس
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
آلودگي محيط زيست
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 98ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
آلودگي هوا , فلزات سنگين , مدل تحليل عاملي مثبت , مشعل سوزي , صنعت پتروشيمي
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/15
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
علوم و مهندسي محيط زيست
دانشكده
مهندسي منابع طبيعي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/07/16
كد ايرانداك
23166878
چكيده فارسي
در دهههاي اخير، آلودگي هوا ناشي از ذرات معلق با قطر كمتر از 2/5 ميكرون به يكي از جديترين چالشهاي محيط زيستي در مناطق شهري و صنعتي تبديل شده است. اين ذرات به دليل قابليت نفوذ بالا در سيستم تنفسي و حمل عناصر سمي همچون سرب، كادميوم، آرسنيك، نيكل و كروم، اثرات نامطلوب و سرطانزايي بر سلامت انسان دارند. شناسايي منابع اين عناصر و ارزيابي ريسك محيط زيستي و انساني آنها نقش مهمي در مديريت آلودگي و تدوين سياستهاي كنترلي ايفا ميكند. بر همين اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسي غلظت، منشأيابي و ارزيابي ريسك عناصر فلزي همراه با PM2.5 در منطقه ويژه اقتصادي انرژي پارس انجام شد. در اين مطالعه طي يك دوره يكساله (آذر 1402 تا مهر 1403)، تعداد 192 نمونه 24 ساعته از ايستگاههاي بيدخون، نخلتقي و سيراف جمعآوري و غلظت عناصر با استفاده از ICP-MS اندازهگيري شد .سپس شاخصهاي آلودگي نظير زمينانباشت (Igeo)، عامل غنيشدگي (EF)، ضريب آلودگي (CF)، شاخص بار آلودگي (PLI) و شاخص ريسك اكولوژيك (RI) محاسبه شد. علاوه بر اين، ريسك سلامت انساني از طريق شاخصهاي ريسك غيرسرطاني و سرطاني مورد بررسي قرار گرفت. براي منشأيابي عناصر، از مدل تحليل عاملي مثبت (PMF) و تحليل مؤلفههاي اصلي استفاده شد. نتايج نشان داد ميانگين سالانه غلظت PM₂.₅ در هر سه ايستگاه بالاتر از حدود مجاز ملي و استاندارد EPA بوده است. ميانگين سالانه غلظت PM₂.₅ در ايستگاه بيدخون 43/1، در نخلتقي 38/1 و در سيراف 38/4 ميكروگرم بر مترمكعب هوا بود و بيشترين مقدار مربوط به ايستگاه بيدخون برابر با 72/7ميكروگرم بر مترمكعب در مردادماه به دست آمد. شاخصهاي آلودگي بيانگر منشأ طبيعي براي عناصري مانند آلومينيوم، آهن و منگنز و منشأ انسان زاد براي عناصري چون روي، مس، سرب، كادميوم، موليبدن و نيكل بودند؛ بهطوريكه عامل غني شدگي براي كادميوم و موليبدن در برخي نمونهها بيش از 40 و در محدوده غنيشدگي فوقالعاده زياد قرار گرفت. شاخص ريسك اكولوژيك در همه ايستگاهها در سطح بسيار زياد قرار داشت و شاخص ريسك غير سرطاني براي كودكان در هر سه ايستگاه بيشتر از يك برآورد شد كه نشان دهندهي خطرات قابل توجه است. همچنين شاخص ريسك سرطان براي آرسنيك از حد قابلقبول فراتر رفت كه عمدتا از منابع صنعتي در منطقه از جمله مشعل سوزي و واحدهاي پتروشيمي منشا مي گيرد. نتايج مدلPMF، پنج منبع اصلي مجموع جرم عناصر با پتانسيل سميت در ذرات معلق را شناسايي كرد كه شامل منابع طبيعي (44 تا 55 درصد)، حملونقل (31 تا 32 درصد)، پتروشيمي (5 تا 8 درصد)، مشعلسوزي (3 تا 6 درصد) و ساير منابع صنعتي (5 تا 14 درصد) بود. اين نتايج با تحليل مؤلفههاي اصلي نيز سازگار بود. با اين وجود عمده عناصري كه ريسك سلامت و اكولوژيك بيشتري داشتند (مانند كروم، آرسنيك، كبالت، سرب، كادميم، نيكل و واناديم) داري منشا صنعتي بودند و سهم كمتري در مجموع جرم عناصر با پتاسيل سميت نسبت به عناصر با منشا طبيعي (مانند تيتانيوم، آهن، منگنز و استرانسيوم) داشتند. بهطور كلي، يافتههاي اين پژوهش نشان داد كه منطقه مورد مطالعه از نظر عناصر با پتانسيل سميت تحت تأثير تركيبي از منابع طبيعي و فعاليتهاي انسان زاد قرار دارد و ريسك ناشي از آنها به ويژه از منابع صنعتي ميتواند تهديدي جدي براي سلامت ساكنان و محيطزيست باشد، بنابراين پايش مستمر و اجراي اقدامات كنترلي منابع انتشار آنها ضروري است.
چكيده انگليسي
In recent decades, air pollution caused by fine particulate matter (PM₂.₅) has emerged as one of the most critical environmental challenges in urban and industrial regions. Due to their high penetrability into the respiratory system and their ability to carry potentially toxic elements (PTEs) such as Pb, Cd, As, Ni, and Cr, these particles pose serious health risks, including carcinogenic effects. Identifying the sources of these elements and assessing their environmental and human health risks are essential for effective pollution management and policy development. This study investigates the concentration, source apportionment, and risk assessment of PTEs associated with PM₂.₅ in the Pars Special Economic Energy Zone. Over a one-year period (from December 2023 to October 2024), 192 24-hour samples were collected from three monitoring stations including Bidkhun, Nakhl-e-Taghi, and Siraf. PTE concentrations were measured using ICP-MS, and pollution indices such as the geo-accumulation index (Igeo), enrichment factor (EF), contamination factor (CF), pollution load index (PLI), and ecological risk index (RI) were calculated. Human health risks were also evaluated using non-carcinogenic and carcinogenic risk indices. Source apportionment was conducted using positive matrix factorization (PMF) and principal component analysis (PCA). Results indicated that the annual average concentration of PM₂.₅ at all three stations exceeded national limits and EPA standards. The highest annual average was recorded at Bidkhun (43.1 µg/m³), followed by Nakhl-e-Taghi (38.1 µg/m³) and Siraf (38.4 µg/m³), with the highest value of 72.7 µg/m³ in August at Bidkhun. Pollution indices suggested natural origins for elements such as Al, Fe, and Mn, while elements like Zn, Cu, Pb, Cd, Mo, and Ni were primarily anthropogenic. EF for Cd and Mo exceeded 40 in some samples, indicating extremely high enrichment. Ecological risk indices were very high across all stations, and non-carcinogenic risk for children exceeded the threshold of concern. The carcinogenic risk index for As also surpassed acceptable levels, mainly due to industrial sources such as gas flaring and petrochemical industries. PMF modeling identified five major sources contributing to the PTEs mass in PM₂.₅ including natural sources (44–55%), transportation (31–32%), petrochemical activities (5–8%), gas flaring (3–6%), and other industrial sources (5–14%). These findings were consistent with PCA results. Notably, elements with higher ecological and health risks (e.g., Cr, As, Co, Pb, Cd, Ni, and V) were predominantly from industrial origin, despite their lower mass contribution compared to naturally derived elements (e.g., Ti, Fe, Mn, and Sr). Overall, the findings indicate that the study area is influenced by a combination of natural and anthropogenic sources of PTEs, with industrial emissions posing a significant threat to public health and the environment. Continuous monitoring and implementation of emission control measures are therefore imperative.
استاد راهنما
محسن سليماني امين آبادي
استاد مشاور
Jan H. Christensen , Peter E. Holm
استاد داور
نوراله ميرغفاري , محمد نعمتي ورنوسفادراني