پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 44 |
| تعداد شمارهها | 1,853 |
| تعداد مقالات | 14,990 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,840,398 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 16,401,959 |
پهنهبندی رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود براساس شاخصهای زمینشیمیایی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| پژوهش های چینه نگاری و رسوب شناسی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 5، دوره 41، شماره 3 - شماره پیاپی 100، مهر 1404، صفحه 71-91 اصل مقاله (4.4 M) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22108/jssr.2025.144670.1309 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مهتاب حقیقتنیا1؛ محمد نعمتی ورنوسفادرانی* 2؛ رضا مدرس3؛ حمیدرضا پاکزاد4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1کارشناسی ارشد آلودگیهای محیطزیست، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2استادیار گروه محیطزیست، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3دانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4دانشیار، گروه زمینشناسی، دانشکدۀ علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مخزن سدها مکانهای مناسبی برای تهنشست مواد رسوبی حملشدۀ رودخانهها هستند. آلودگیهای جذبشده بر این رسوبات ممکن است به آلودهشدن آب، افزایش تلفات آبزیان و از بین رفتن تنوع زیستی منجر شود. عناصر دارای قابلیت سمیت (PTEs) بهدلیل ماندگاری زیاد در محیط، در گروه آلایندههای بسیار خطرناک قرار دارد و بهدلیل آثار مخرب بر انسان و محیطزیست، بررسی مناطق حساس و ویژه ازنظر آلودگی به آنها، حائز اهمیت است؛ بنابراین پهنهبندی مکانی این آلایندهها در رسوبات سطحی اکوسیستمهای آبی، علاوه بر شناخت مسیرهای ورودی و تعیین منشأ آنها، در شناخت شرایط رسوبگذاری و تعیین پهنههای حساس بهمنظور مدیریت کاهش آلودگی بسیار اثرگذار است. این مطالعه با هدف پهنهبندی رسوبات مخزن سد زایندهرود ازنظر میزان آلودگی، به عناصر دارای قابلیت سمیت (PTEs) بر مبنای شاخصهای زمینشیمیایی و با نمونهبرداری از رسوبات سطحی 20 ایستگاه در این دریاچه در آذرماه 1401 انجام شد؛ سپس متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات شامل pH، EC، Eh، درصد رطوبت، چگالی خام، چگالی خشک، دانهبندی، درصد مادۀ آلی، درصد کربنات کلسیم و غلظت 26 عنصر اندازهگیری شد. نتایج نشاندهندۀ تغییرات کلی افزایشی pH، چگالی خام، چگالی خشک، درصد مادۀ آلی، درصد کربنات کلسیم و ذرات در اندازۀ ماسه از تاج سد بهسمت ورودی دریاچه بود؛ در حالی که متغیرهای درصد رطوبت و Eh روند کلی کاهشی نشان داد. در بین 26 عنصر اندازهگیریشده در 20 نمونه رسوب سطحی مطالعهشده، تنها برخی عناصر شامل نقره، آرسنیک، کروم، مس، نیکل و سرب در برخی ایستگاهها مقادیر بیش از رهنمودهای کیفیت رسوب آمریکا (ERL و ERM) داشت که برای آرسنیک و سرب بهسمت تاج سد، برای کروم بهجز چند نقطه، نیکل و مس در کل محدودۀ مطالعهشده و نقره بهسمت ورودی دریاچه نمایان شد. همچنین شاخص غنیشدگی عناصر سرب و مس در ورودی دریاچۀ حداقل (EF<2) و بهسمت تاج سد افزایش نشان داد و غنیشدگی خیلی زیاد (EF =20 تا 40) هم وجود داشت. شاخص غنیشدگی عنصر نقره در یک ایستگاه در ورودی دریاچه، غنیشدگی فوقالعاده زیادی (EF>40) داشت. شاخص زمینانباشتگی نیز برای عناصر کادمیوم و آنتیموان در کل محدودۀ مطالعهشده غیر آلوده (Igeo<0) تا کمی آلوده (Igeo = 1 تا 2)، برای عناصر نقره بهسمت ورودی دریاچه و سرب نزدیک تاج سد، کمی آلودگی (Igeo = 1 تا 2) نشان داد. شاخص PLI براساس کل عناصر تنها در نزدیک تاج سد آلودگی (PLI>1) نشان داد. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| پهنهبندی؛ رسوبات سطحی؛ عناصر؛ شاخصهای زمینشیمیایی؛ سد زایندهرود | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه احداث سد از رایجترین شیوههای بهرهبرداری از آبهای سطحی، در مناطق خشک و نیمهخشک است و برای مدیریت در زمانهای کمآبی، کنترل سیلاب، آبیاری، تأمین آب شهری و صنعتی، تولید برق و انرژی، تفریحات و کنترل رسوب ساخته و هزینههای گزافی در قالب طرحهای ملی صرف آن میشود (Bennett et al. 2005; Shafaee Bajestan 2012). مخزن سدها مکانهای مناسبی برای تهنشست صد در صدی مواد رسوبی حملشدۀ رودخانهها هستند (Shafaee Bajestan 2012; Fitzpatrick et al. 1985; Maloi et al. 2016). بخشی از رسوبات معلق رسیده به مخزن سدها در نتیجۀ فعالیتهای انسانی است که در بالادست انجام میگیرد و تهنشینی آنها ممکن است باعث به وجود آمدن آثار منفی محیطی مثل تجمع آلودگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی در مخزن سدها شود. آلودگیهای جذبشده بر این رسوبات ممکن است به آلودهشدن آب و افزایش تلفات آبزیان و از بین رفتن تنوع زیستی منجر شود (Mousavi et al. 2006; Maloi et al. 2016; Foster et al. 2019; Koś et al. 2021). توسعۀ فناوری و رشد روزافزون فعالیتهای صنعتی از یکسو و رعایتنکردن الزامات محیطزیستی از سوی دیگر سبب شده است تا طی چند دهۀ اخیر، مقادیر هنگفتی از آلایندهها به محیطزیست وارد شوند. عناصر دارای قابلیت سمیت[1] (PTEs) بهدلیل سمیت و ماندگاری زیاد در محیط، در گروه آلایندههای بسیار خطرناک قرار دارند و بهدلیل آثار مخرب بر انسان و محیطزیست، بررسی مناطق حساس و ویژه ازنظر آلودگی به آنها حائز اهمیت است. پهنهبندی مکانی این آلایندهها در رسوبات سطحی اکوسیستمهای آبی، علاوه بر شناخت مسیرهای ورودی و تعیین منشأ آنها، در شناخت شرایط رسوبگذاری و تعیین پهنههای حساس بهمنظور مدیریت کاهش آلودگی بسیار اثرگذار است (Kabata et al. 2007). با توجه به رشد روزافزون جمعیت، توسعۀ بخشهای کشاورزی و صنعتی، افزایش تقاضای آب شرب و موقعیت رودخانۀ زایندهرود در فلات مرکزی ایران، که جزء مناطق کمباران محسوب میشود، سد زایندهرود اهمیت زیادی دارد و لزوم بهرهبرداری بهینه از این سد را دوچندان میکند. با توجه به اینکه عناصر دارای قابلیت سمیت بهشدت تمایل به تجمع در رسوبات دارند، تعیین غلظت آنها در رسوبات، اطلاعات زیادی را دربارۀ منشأ، توزیع و میزان آلودگی منطقه در اختیار قرار میدهد. بهمنظور تعیین میزان آلودگی رسوبات از عامل غنیشدگی (EF)[2] بهعنوان شاخص مناسب برای نشاندادن درجۀ آلودگی (Li et al. 2021)، شاخص زمینانباشتگی (Igeo)[3] برای اندازهگیری شدت آلودگی (Muller 1969)و شاخص بار آلودگی (PLI)[4] استفاده میشود (Weissmannová & Pavlovský 2017). هدف اصلی این مطالعه، تعیین میزان آلودگی و تعیین الگوی پراکنش مکانی عناصر دارای قابلیت سمیت در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود با استفاده از شاخصهای زمینشیمیایی است. تاریخچۀ موضوع و پیشینۀ پژوهش آلودگیهای مختلف بهخصوص آلودگی به عناصر دارای قابلیت سمیت بهدلیل قابلیت انباشت و آثار سمی در پیکر موجودات زنده، حتی در غلظتهای کم نیز حائز اهمیت است و در آینده انتظار میرود میزان این آلایندهها بهطور چشمگیری افزایش یابد؛ بنابراین پایش آلودگی این رسوبات در محیطهای آبی بسیار ضروری است. به همین جهت مطالعات گستردهای در سطح جهان بر رسوبات آلوده به این عناصر انجام شده است؛ برای مثال ارزیابی غلظت عناصر دارای قابلیت سمیت در رودخانۀ Daleshwari بنگلادش (Rahman et al. 2022)، دریاچۀ Bafa ترکیه (Beyhan and Algul 2020)، رودخانۀ Cisadane اندونزی (Sulistyowati et al. 2023) و رودخانۀ AL-Masab Alamm عراق (Jawad et al. 2022) انجام شده است. بهعلاوه در بسیاری کشورها (مثل لهستان و برزیل) پایش عناصر دارای قابلیت سمیت در رسوبات سطحی سدهای مخزنی دارای کارکرد تأمین آب شرب بهمنظور شناخت الگوی مکانی تجمع و ارزیابی ریسک این آلایندهها در سالهای اخیر انجام شده است. در مطالعۀ انجامشده در لهستان، عناصر روی، سرب و کادمیوم و در برزیل آرسنیک، کروم و نیکل بیشترین تأثیر را بر میزان آلودگی رسوبات و خطرات بالقوه بر سلامت موجودات زنده داشتهاند (Baran et al. 2023; de Lima et al. 2024). در ایران نیز مطالعاتی در زمینۀ برآورد میزان آلودگی عناصر با استفاده از شاخصهای زمینشیمیایی در رسوبات رودخانۀ پلرود گیلان (Salavati and Yousefimesrdashti 2022)، رودخانههای سواحل شرقی دریای خزر (Taleshpour et al. 2021)، رودخانۀ کرون در محدودۀ شهر اهواز (Motie Tabar et al. 2022)، اکوسیستم حرا در تالابهای ساحلی خلیج چابهار (Partani et al. 2024)، رسوبات سطحی تالاب انزلی (Mohammadi Galangash et al. 2021) و رودخانۀ کرج (Akhlaghifard et al. 2023) انجام شده است؛ ولی به پایش این آلایندهها در رسوبات سدهای مخزنی دارای کارکرد تأمین آب شرب کشور کمتر توجه شده است. در این زمینه به مطالعۀ Rezaei et al. (2024) اشاره میشود که علاوه بر پایش عناصر دارای قابلیت سمیت در رسوبات سطحی رودخانههای ورودی و سد مخزنی مهاباد، الگوی پراکنش و عوامل مؤثر بر دسترسی زیستی این عناصر را بررسی کردهاند. نتایج ایشان، بیشترین سطح آلودگی را به ترتیب در میزان روی، مس، سرب و مولیبدن رسوبات نشان داد. روش کار و شیوۀ انجام مطالعه منطقۀ مطالعهشده سد زایندهرود در سراب حوضۀ آبریز گاوخونی بر رودخانۀ زایندهرود بین سالهای 1344 تا 1349 در 110 کیلومتری غرب اصفهان در محلۀ آبادچی در 23 کیلومتری شهرستان چادگان ساخته شده و در سال 1349 به بهرهبرداری رسیده است. حوضۀ سد بین طولهای شرقی ´45 °50 و ´20 °50 و عرضهای شمالی ´18 °33 و ´12 °32 قرار دارد و مساحت آن در مواقع پر آبی 4121 کیلومتر مربع و محیطش 362 کیلومتر است (شکل 1). حوضۀ آبخیز سد زایندهرود از شمال به حوضۀ گلپایگان، از جنوب به حوضۀ کارون، از غرب به حوضۀ آبخیز مرغاب و از شرق به حوضۀ آبخیز دز و کارون محدود شده است. این حوضه از دو رودخانۀ مهم پلاسجان و زایندهرود تشکیل شده است؛ ازجمله مهمترین کاربریهای اطراف دریاچۀ سد به دهکدۀ تفریحی و گردشگری زایندهرود، شهرهای چادگان و مندرجان در شمال و ایستگاه تحقیقاتی آبخیزداری و فاز3 شهرک شیدا در جنوب منطقۀ مطالعهشده اشاره میشود که سهم عمدهای در آلودگیهای انسانی ورودی به دریاچه دارند. شکل1- منطقۀ مطالعهشده و موقعیت نقاط نمونهبرداریشده در دریاچۀ سد زایندهرود Fig 1- Study area, and location on sampling stations at the Zayandehroud Dam reservoir نمونهبرداری اطلاعات موجود شامل موقعیت و مشخصات نقاط نمونهبرداریشده از پایش رسوبات سطحی دریاچه است که در سال 1390 شرکت مهندسان مشاور انجام دادند و نقشۀ رقومیشدۀ مورفولوژی دریاچۀ سد در سامانۀ اطلاعات جغرافیایی بهمنظور تعیین ایستگاههای نمونهبرداری استفاده شد. تلاش شد ایستگاههای انتخابی در دو طرف خطالقعر مسیر قدیمی رودخانۀ زایندهرود (منظور مسیر قبل از احداث سد) قرار گیرد و گسترۀ مکانی پهنۀ دریاچۀ سد از ورودی دریاچه تا نزدیک تاج سد را پوشش دهد. درنهایت 20 ایستگاه بهمنظور نمونهگیری از رسوبات سطحی دریاچۀ سد تعیین شد. نمونهبرداری با استفاده از نمونهبردار گرب اکمن[5] در مخزن (دریاچه) سد زایندهرود بهوسیلۀ یک دستگاه قایق موتوری در تاریخ 29/9/1401 لغایت 30/9/1401 طی 2 روز عملیات میدانی انجام شد. نمونهبرداری از رسوبات سطحی در 9 ردیف (S1, S2, S3, …, S9) و در دو سمت چپ (کد 1، مثل کد S1-1) و راست (کد 2، مثل کد S1-2) مسیر قدیم رودخانۀ زایندهرود در دریاچۀ پشت سد انجام شد. نمونههای رسوب داخل ظروف پلاستیکی یک کیلوگرمی دردار ریخته و کدگذاری و به آزمایشگاه منتقل شد؛ سپس در فریزر در دمای 18- درجۀ سانتیگراد تا زمان انجام آزمایشها نگهداری شد. بررسیهای آزمایشگاهی در ابتدا نمونهها خشک، توزین و سپس متغیرهای فیزیکی ازجمله درصد رطوبت[6]، چگالی خام[7] و چگالی خشک[8] (Krishnamorthy 2003)، دانهبندی (Gee & Or 2002)، pH[9] (Carter & Gregorich 2007)، ORP-Eh[10] (Humphries et al. 2010) و EC[11] (Carter & Gregorich 2007) و متغیرهای شیمیایی (Sparks et al. 2020) ازجمله درصد مادۀ آلی (OM[12]) (Walkley & Black 1934) و درصد کربنات کلسیم (CaCO3) با روشهای استاندارد (APHA 2005) اندازهگیری شد (Haghighatnia 2023). استخراج و اندازهگیری غلظت 26 عنصر شامل نقره (Ag)، آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، کلسیم (Ca)، کادمیوم (Cd)، سریم (Ce)، کبالت (Co)، کروم (Cr)، مس (Cu)، آهن (Fe)، لانتان (La)، لیتیم (Li)، منیزیم (Mg)، منگنز (Mn)، مولیبدن (Mo)، نیکل (Ni)، فسفر (P)، سرب (Pb)، گوگرد (S)، آنتیموان (Sb)، اسکاندیم (Sc)، توریم (Th)، وانادیم (V)، اتریم (Y)، اتربیم (Yb) و روی (Zn) در 20 نمونۀ رسوب به ترتیب با روش هضم 4 اسیدی (Radojevic et al. 1999) و با استفاده از دستگاه ICP- OES در شرکت زرآزما انجام شد. بهمنظور صحتسنجی ابتدا دو نمونۀ رسوب استاندارد مرجع (GSS-16 و GSD-9) کدگذاریشده سنجش شد که نتایج محاسبۀ درصد بازیابی برای عناصر مطالعهشده در محدودۀ 80 تا 106 درصد به دست آمد. محاسبۀ شاخصهای زمینشیمیایی تمایز فلزات با منشأ انسانزاد از فلزاتی که از هوازدگی طبیعی سنگها حاصل شدهاند، بخش ضروری هر مطالعۀ ژئوشیمی محیطزیستی است. عامل غنیشدگی (EF) نشاندهندۀ مقدار افزایش غلظت یک عنصر نسبتبه غلظت طبیعی آن در پوسته، سنگ بستر یا خاک است. به عبارت دیگر، این ضریب بیانگر شدت تأثیر عامل خارجی (انسانزاد) است (Li et al. 2021). عامل غنیشدگی یک عنصر خاص در یک نمونۀ معین عبارت است از: نسبت غلظت آن عنصر در آن نمونه به غلظت زمینۀ همان عنصر در جامعهای که نمونه متعلق به آن است. این ضریب در تحلیلهای محیطزیستی یکی از عوامل مهم ارزیابی میزان تمرکز عناصر تحت تأثیر عوامل انسانزاد و طبیعی است که از رابطۀ 1 محاسبه میشود (Lu et al. 2009): رابطۀ 1: در این رابطه: = EFعامل غنیشدگی، = Cxغلظت اندازهگیری عنصر مدنظر در نمونۀ رسوب، = Crefغلظت عنصر مدنظر در بخش بالایی پوستۀ زمین بهعنوان مرجع است. غلظت آهن (Fe) در بخش بالایی پوستۀ زمین، عنصر مرجع برای عادیسازی انتخاب شده است؛ چون منابع طبیعی مقادیر بسیار زیادی از آن را دارد. شاخص زمینانباشتگی (Igeo) را مولر در سال 1969 ارائه کرد و شاخصی برای بررسی و دستهبندی میزان آلودگی مناطق یا رسوبات مناطق مختلف یک اکوسیستم آبی برای عناصر فلزی بررسیشده است که مطابق رابطۀ 2 محاسبه میشود: رابطۀ 2: =Igeo شاخص زمینانباشتگی، =Cn غلظت عنصر اندازهگیریشده در نمونۀ رسوب (میلیگرم بر کیلوگرم)، =Bn غلظت عنصر اندازهگیریشده در مادۀ مرجع (پوستۀ زمین)، ضریب 5/1 بهمنظور کاهش اثر تغییر احتمالی در غلظتهای زمینۀ تحت تأثیر عوامل زمینی اعمال میشود (Muller 1969). درنهایت برای تعیین درجۀ آلودگی و ارزیابی میزان آلودگی عناصر در ذرات رسوبی، از شاخص بار آلودگی (PLI) استفاده شد که با استفاده از رابطۀ 3 محاسبه میشود: رابطۀ 3: =PLI شاخص بار آلودگی، =n تعداد فلزات، = ضریب آلودگی فلز که از رابطۀ 4 به دست میآید (Adomako et al. 2008): رابطۀ 4: = غلظت فلز معین i در نمونۀ (میلیگرم بر کیلوگرم)، = مقدار غلظت زمینۀ همان فلز (میلیگرم بر کیلوگرم) دامنۀ تغییرات سطح آلودگی شاخصهای زمینشیمیایی استفادهشده شامل عامل غنیشدگی در 5 طبقه (جدول 1)، شاخص زمینانباشتگی در 7 طبقه (جدول 2) و شاخص بار آلودگی در 3 طبقه (جدول 3) است که برای هریک از نمونههای رسوب محاسبه شد. جدول1- طبقهبندی آلایندگی براساس عامل غنیشدگی (EF) (Kartal et al. 2007) Table 1- Pollution classification based on Enrichment Factor (EF) (Kartal et al. 2007)
جدول2- طبقهبندی کیفیت رسوبات براساس شاخص زمینانباشتگی (Igeo) (Muller 1969) Table 2- Classification of sediment quality based on the Geoaccumulation index (Igeo) (Muller 1969)
جدول3- طبقهبندی سطح آلودگی براساس شاخص بارآلودگی (Weissmannová & Pavlovský 2017) Table 3- Classification of pollution levels based on the Pollution load index (Weissmannová & Pavlovský 2017)
تجزیه و تحلیل دادهها بهمنظور تعیین سطح آلودگی عناصر مختلف، مقایسه با رهنمودهای کیفیت رسوب آمریکا انجام شد. مطابق با رهنمود کیفیت رسوب سازمان ملی مطالعات اقیانوسشناسی و جوی آمریکا ([13]NOAA)، دامنۀ آثار حداقل با عنوان ERL[14] و دامنۀ آثار متوسط با عنوان ERM[15] برای غلظت عناصر مشخص شد و عناصری که دارای دامنۀ آثار حداقل بود، بهندرت یا بین 5-8٪ آثار منفی روی زیستمندان گذاشت. همچنین عناصر با دامنۀ آثار متوسط، قطعاً 50درصد آثار منفی را بر زیستمندان محیط اطراف خود دارند (Long et al. 1995). بررسی نرمالبودن توزیع دادهها و ارائۀ خلاصهای از اطلاعات آماری متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات و شاخصهای محاسبهشده در نرمافزار SPSS. V18 انجام شد. بهدلیل نرمالنبودن بیشتر متغیرها، از آزمون همبستگی اسپیرمن[16] برای تعیین رابطۀ بین متغیرهای مختلف استفاده شد. ضرایب همبستگی 7/0 تا 85/0 و بزرگتر از 85/0 به ترتیب ضریب همبستگی قوی و خیلی قوی در نظر گرفته شد (Dawson et al. 2007). همچنین بهمنظور تهیۀ نقشۀ پهنهبندی رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود ازنظر شاخص بار آلودگی (PLI)، از نرمافزار ArcMap و دستور میانیابی به روش وزندهی معکوس (IDW) استفاده شد. در مطالعات با هدف شناسایی مناطق آلودهشده برای پیشبینی عوارض محلی و بهخصوص لکههای داغ، استفاده از روش وزندهی معکوس فاصله، معمول است (Mohammadi Galangash et al. 2022).
نتایج و بحث خلاصۀ آماری نتایج حاصل از اندازهگیری ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود شامل درصد رطوبت، چگالی خام (ظاهری)، چگالی خشک، دانهبندی، pH، Eh، هدایت الکتریکی، درصد مادۀ آلی و درصد کربنات کلسیم در جدول 4 نشان داده شده است. تغییرات متغیرهای چگالی خام، خشک و درصد رطوبت از تاج سد بهسمت ورودی دریاچۀ سد زایندهرود ثابت نیست و در برخی نقاط افزایش و کاهش نشان میدهد. تغییرات چگالی خام و خشک با یکدیگر مشابه (دارای همبستگی مثبت معنیدار) و از تاج سد بهسمت ورودی دریاچه، افزایشی و همراه با افزایش و کاهشهای ناگهانی در برخی نقاط بود (جدول 5، شکل 2). نتایج حاصل از اندازهگیری pH، درصد مادۀ آلی و درصد کربنات کلسیم (CaCO3) از تاج سد بهسمت ورودی دریاچه، افزایشی و همراه با افزایش و کاهشهای ناگهانی در برخی نقاط بود. تغییرات درصد اکسایش و احیا (Eh) و EC در طول دریاچه از تاج سد بهسمت ورودی دریاچه تغییرات کاهشی داشت و با افزایش و کاهش ناگهانی در برخی نقاط همراه بود که با الگوی پراکنش مکانی مادۀ آلی گزارششده در مطالعۀ مهندسان مشاور دریاترسیم بر 70 نمونۀ رسوب سطحی سد زایندهرود مطابقت دارد (شکل 2). مادۀ آلی در رسوبات از عواملی است که باعث جذب عناصر داری قابلیت سمیت و درنتیجه افزایش غلظت آنها در رسوبات میشود؛ بنابراین با فرض یکسانبودن دیگر عوامل ژئوشیمیایی، انتظار میرود در نقاطی که مقدار مادۀ آلی رسوب زیاد است، غلظت بیشتری از عناصر دارای قابلیت سمیت ازطریق واکنشهای جذب سطحی یا شیمیایی جذب شوند. خلاصۀ آماری نتایج حاصل از دانهبندی رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود در جدول 4 آورده شده است. بهطور کلی میزان ذرات در اندازۀ ماسه و بزرگتر از آن کم و درصد ذرات ریزتر شامل سیلت و رس در رسوبات سطحی بیشتر بود (شکل 3) که با الگوی مکانی گزارششده در مطالعات قبلی بر رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود (DaryaTarsim Consulting Engineers 2011)، مشابهت دارد. نتایج حاصل از ضریب همبستگی اسپیرمن بین متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات سطحی، نشانگر همبستگی بسیار معنیدار و منفی درصد اکسیداسیون و احیا با pH (01/0˂P، 587/0r=-) و درصد مادۀ آلی (01/0˂P، 626/0r=-) بود. هدایت الکتریکی با هیچکدام از متغیرها همبستگی معنیدار نداشت. چگالی خام با چگالی خشک همبستگی مثبت بسیار معنیدار قوی (01/0˂P، 743/0=r) و چگالی خشک با درصد رطوبت، همبستگی منفی بسیار معنیداری (01/0˂P، 853/0r=-) داشت. بین مجموع سیلت با مجموع رس همبستگی منفی بسیار معنیداری مشاهده شد (01/0˂P، 909/0r=-). بین دیگر متغیرهای فیزیکی و شیمیایی نیز، همبستگی معنیداری در سطح 01/0 مشاهده نشد. ضریب همبستگی اسپیرمن بین اجزای ذرات رسوب سطحی بین سنگریزه با ماسۀ خیلی درشت (01/0˂P، 994/0r=)، ماسۀ درشت (01/0˂P، 1r=) و ماسۀ متوسط (01/0˂P، 839/0r=) همبستگی خیلی قوی مثبت و با ماسۀ ریز همبستگی مثبت بسیار معنیداری نشان داد (جدول 5). خلاصۀ آماری غلظت عناصر مطالعهشده شامل نقره (Ag)، آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، کلسیم (Ca)، کادمیوم (Cd)، سریم (Ce)، کبالت (Co)، کروم (Cr)، مس (Cu)، آهن (Fe)، لانتانیم (La)، لیتیم (Li)، منیزیم (Mg)، منگنز (Mn)، مولیبدن (Mo)، نیکل (Ni)، فسفر (P)، سرب (Pb)، گوگرد (S)، آنتیموان (Sb)، اسکاندیم (Sc)، توریم (Th)، وانادیم (V)، اتریم (Y)، اتربیم (Yb) و روی (Zn) در رسوبات سطحی در جدول 6 ارائه شده است. جدول4- خلاصۀ آماری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Table 4- Statistical summary of physical and chemical properties of surface sediments of Zayandehroud Dam reservoir
شکل2- توزیع مکانی متغیرهای فیزیکی و شیمیایی (به ترتیب شامل pH، Eh، EC، چگالی خام، چگالی خشک، درصد رطوبت، درصد کربنات کلسیم و درصد مادۀ آلی) رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Fig 2- Spatial distribution of physical and chemical variables (including pH, Eh, EC, bulk density, dry density, percentage of moisture, percentage of calcium carbonate, and percentage of organic matter, respectively) of surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir شکل3- توزیع مکانی دانهبندی رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Fig 3- Spatial distribution of surface sediments grain size in the Zayandehroud Dam reservoir بهطور کلی تغییرات غلظت عناصر در رسوبات سطحی در دو گروه تقسیمبندی میشود. عناصر کلسیم و توریم در گروه اول و دیگر عناصر در گروه دوم قرار گرفت. براساس ضریب همبستگی اسپیرمن بین این عناصر، عناصر هر گروه با یکدیگر همبستگی مثبت و معنیداری است؛ در حالی که عناصر گروه اول با دوم همبستگی منفی معنیداری داشت و معکوس یکدیگر بود (جدول 7). تغییرات مکانی 6 عنصری که دامنۀ تغییرات غلظت بیشتری دارند (شامل نقره، آرسنیک، کروم، مس، نیکل و سرب) در شکل 4 نمایش داده شده است. رهنمودهای کیفیت رسوب NOAA برای ارزیابی درجۀ آلودگی و بررسی میزان تأثیر آلایندهها بر موجودات زنده به کار میرود. بهطور کلی این شاخصها (ERL و ERM) نشان میدهند که آیا میزان عناصر اندازهگیریشده در رسوبات، آثار مضری بر زیستمندان دارد یا خیر؟ اگر مقدار عنصر اندازهگیریشده کمتر از مقدار ERL باشد، یعنی عوارض جانبی حضور فلز در رسوبات بهندرت رخ میدهد و اگر میزان غلظت فلز بین مقدار ERL و ERM باشد، نشاندهندۀ این است که عوارض جانبی حضور فلز در رسوبات احتمالاً بهصورت گهگاه اتفاق میافتد. اگر میزان غلظت فلز در رسوبات بیشتر از ERM باشد، نشان میدهد عوارض جانبی فلز در بیشتر مواقع اتفاق میافتد (Taleshpour et al. 2021). در جدول 6 تغییرات 6 عنصری نمایش داده شده است که تخطی از رهنمود کیفیت رسوب آمریکا دارند (برحسب شاخصهای ERL و ERM). بهطور کلی تغییرات غلظت عناصر در رسوبات سطحی با افزایش و کاهشهای ناگهانی در برخی نقاط همراه بود؛ برای مثال عنصر نقره بهسمت ورودی دریاچه و سرب در حوضچۀ نزدیک تاج سد، تغییرات بیشتر از محدودۀ ERM نشان داد که افزایش غلظت عنصر سرب احتمالاً متأثر از شرایط رسوبگذاری و وجود باغها و گردشگری و بهدنبال آن ترافیک و حمل و نقل زیاد در این منطقه است. همچنین عنصر مس در کل محدودۀ مطالعهشده در طبقۀ ERL بود. اگرچه بعضی از عناصر مانند مس و روی، ریزمغذیهای ضروری برای حیوانات و گیاهاناند، مقادیر زیاد آنها خطرناک است و آثار نامطلوبی بر سلامت موجودات زنده خواهد گذاشت. عنصر نیکل در بسیاری از محدودههای مطالعهشده، بیشتر از دامنۀ ERM بود. آرسنیک در برخی نقاط دامنۀ آثار حداقلی داشت؛ ولی کروم در بیشتر نقاط در طبقه، دارای آثار حداقلی بر زیستمندان محیط (ERL) بود (جدول 6) که شاید بهعلت ورود پسابهای کشاورزی (حاوی کودهای شیمیایی، آفتکشها و سموم استفادهشده در زمینهای کشاورزی)، تخلیۀ فاضلابهای رستورانها، حمل و نقل و یا از منابع طبیعی باشد. چنانچه کروم عمدتاً در کانیهای رسی حضور دارد. بهطور کلی زیادبودن دامنۀ تغییرات غلظت عناصر مس، نیکل و آرسنیک احتمالاً ناشی از عملیات راهسازی و تخلیۀ پسابهای صنعتی، شهری و کشاورزی در اراضی بالادست دریاچه است. در جدول 8، مقایسۀ وضعیت آلودگی مطالعۀ حاضر با دیگر مطالعات انجامگرفته در ایران آورده شده است. بهطور کلی در بیشتر مطالعات انجامشده در زمینۀ وضعیت آلودگی رسوبات سطحی اکوسیستمهای آبی براساس شاخصهای زمینشیمیایی مختلف، همچون مخزن سد زایندهرود، آلودگی شدید برای بیشتر عناصر گزارش نشده است. تنها در برخی مطالعات آلودگی بهصورت محلی و دربارۀ برخی عناصر مثل کروم (Motie Tabar et al. 2022)، روی، مس و سرب (Rezaei et al. 2024) گزارش شده است. جدول5- همبستگی بین متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Table 5- Correlation between physical and chemical variables of the surface sediments of Zayandehroud Dam reservoir
** معنیدار در سطح 1درصد، * معنیدار در سطح 5درصد خلاصۀ آماری نتایج حاصل از محاسبۀ عامل غنیشدگی در جدول 6 آورده شده است. عامل غنیشدگی مطابق جدول 1 برای رسوبات سطحی از تاج سد بهسمت ورودی دریاچه متفاوت بود و برای بیشتر عناصر تغییرات زیادی نداشت؛ اما برخی عناصر مثل عنصر نقره بهسمت ورودی دریاچه و عنصر سرب و مس در حوضچۀ نزدیک تاج سد تغییرات زیادی داشت (شکل 5) که علت احتمالی را به تغییرات مکانی منابع ورودی آلودگی بهویژه دهکدههای فرهنگی و ویلاهای تفریحی اطراف دریاچۀ سد نسبت داد که عمدتاً در بخش میانی شمال دریاچۀ سد مستقر شدهاند. مطابق دستهبندی جدول 2 ازنظر شاخص زمینانباشتگی، عنصر نقره در ابتدای ورودی دریاچه و عنصر سرب در نزدیکی تاج سد کمی آلودگی و عناصر کادمیوم و آنتیموان در کل منطقۀ مطالعه، غیر آلوده تا کمی آلودگی نشان دادند (شکل 6). شاخص بار آلودگی در رسوبات سطحی نیز در نقاط S2-2 و S3-1 نشاندهندۀ آلودگی و در دیگر نقاط غیر آلوده بود (شکل 7). عواملى مانند نوع سنگ مادر یا تیپ خاک، فرآیندهاى هوازدگى، جذب سطحى و خصوصیات رسوب، بر پراکنش رسوبات تأثیر میگذارد. در برخی رودخانهها میزان عناصر ممکن است بهدلیل فعالیتهای انسانی نسبتبه مقدار استاندارد بیشتر است. غلظت طبیعی این فلزات در رسوبات رودخانهای به کانیشناسی، اندازۀ دانهها و مقدار مواد آلی بستگی دارد (Emam & Saad-Eldin 2013). مطالعات زمینشیمیایی نشان میدهد رسوبات با اندازههای ریزتر دارای آلودگی بیشتری نسبتبه رسوبات درشت دانهترند؛ زیرا تمرکز عناصر دارای قابلیت سمیت در بخشهای ریزدانه بیشتر است (Salavati and Yousefimesrdashti 2022). در حوزۀ آبریز سد زایندهرود براساس نقشههای زمینشناسی به ترتیب فراوانی، سنگهای آهکی و دولومیتی تریاس، پرموتریاس، ژوراسیک و کرتاسه، سنگهای شیلی و ماسهسنگی ژوراسیک، شیستهای سبز تریاس و ژوراسیک، مارنهای ژیپسدار و سنگهای آهکی میوسن و پلیوسن گسترش دارند. تودههای آندزیتی نیز بهصورت پراکنده در حوزۀ آبریز وجود دارد. این سنگها با توجه به کانیهای تشکیلدهنده و کانسارهای موجود در آنها، یکی از عوامل اصلی تعیینکنندۀ میزان غلظت عناصر در رسوباتاند. البته بیشتر سنگها معمولاً حاوی عناصر آلودهکننده با غلظت زیاد نیستند. در آهکها بهویژه آهکهای کرتاسه، کانسارهای سرب و روی (همراه با کانی پیریت) وجود دارند. معمولاً همراه با روی، عناصر نقره و کادمیوم نیز غلظت نسبتاً درخور توجهی دارند. در آهکهای پرموتریاس، کانسارآهن مگنتیتی گسترش دارند. در این نوع معادن عنصر منگنز و دیگر عناصر پاراژنز آن وجود دارند. تودههای آندزیتی پراکنده در حوزۀ آبریز حاوی کانسار مساند. همراه این کانسار عنصر نقره نیز وجود دارد. شییستهای سبز تریاس در بعضی نقاط حاوی کانی سولفات باریماند. جدول6- خلاصۀ آماری غلظت (میکروگرم بر گرم رسوب خشک) و شاخصهای زمینشیمیایی (EF و Igeo) عناصر مطالعهشده در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Table 6- Statistical summary of the concentrations (micrograms per gram of dry sediment) and geochemical indices (EF and Igeo) of the studied elements in the surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir.
جدول7 - ضرایب همبستگی اسپیرمن بین عناصر رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود Table 7- Correlation between elements of the surface sediments of Zayandehroud Dam reservoir شکل4- تغییرات مکانی غلظت عناصر (میکروگرم بر گرم رسوب خشک) نقره، آرسنیک، کروم، مس، نیکل و سرب در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود (طبقات غلظت با توجه به رهنمودهای کیفیت رسوب آمریکا انتخاب شده است) Fig 4- Spatial variations of element concentrations (micrograms per gram of dry sediment) including silver, arsenic, chromium, copper, nickel, and lead in surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir (The concentration classes were selected based on US sediment quality guidelines) شکل5- تغییرات مکانی عامل غنیشدگی عناصر نقره، مس و سرب در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Fig 5- Spatial variation of the Enrichment Factor of silver, copper, and lead in the surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir شکل6- تغییرات مکانی شاخص زمینانباشتگی عناصر نقره، کادمیوم، سرب و آنتیموان در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Fig 6- Spatial variations of the Geoaccumulation index of silver, cadmium, lead, and antimony in the surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir جدول8- مقایسۀ وضعیت آلودگی عناصر در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود با دیگر مطالعات مشابه انجامشده در ایران Table 8- Pollution state comparison of elements in surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir with other similar studies in Iran شکل7- تغییرات مکانی شاخص بار آلودگی (PLI) در رسوبات سطحی مخزن سد زایندهرود Fig 7- Spatial variations of the Pollution Load Index (PLI) in the surface sediments of the Zayandehroud Dam reservoir نتیجه رودخانهها یکی از آسیبپذیرترین محیطها نسبتبه آلودگیاند؛ بنابراین رسوبات بستر رودخانه و دریاچههای مصنوعی احداثشده بر رودخانه بهعلت توانایی زیاد در جذب آلایندهها، نمایندۀ مناسبی برای بررسی شدت آلودگی در حوضۀ آبخیزند. نتایج حاصل از اندازهگیری متغیرهای فیزیکی و شیمیایی رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود بهطور کلی الگوی تغییرات pH، چگالی خام، چگالی خشک، درصد مادۀ آلی، درصد کربنات کلسیم و میزان ذرات در اندازۀ ماسه را از تاج سد بهسمت ورودی دریاچۀ افزایشی نشان داد؛ در حالی که متغیرهای درصد رطوبت و Eh کاهشی بود. در بین 26 عنصر اندازهگیریشده در 20 نمونۀ رسوب سطحی مطالعهشده، عناصر نقره، آرسنیک، کروم، مس، نیکل و سرب در برخی ایستگاهها دارای مقادیر بیش از رهنمودهای کیفیت رسوب آمریکا (ERL و ERM) بود که برای آرسنیک و سرب بهسمت تاج سد، برای کروم بهجز چند نقطه، نیکل و مس در کل محدودۀ مطالعهشده و نقره بهسمت ورودی دریاچه نمایان شد. همچنین شاخص غنیشدگی برای عناصر سرب و مس در ورودی دریاچه حداقل و بهسمت تاج سد افزایش یافت و غنیشدگی خیلی زیاد هم وجود داشت. عنصر نقره در یک ایستگاه در ورودی دریاچه، غنیشدگی فوقالعاده زیادی داشت. شاخص زمینانباشتگی نیز برای عناصر کادمیوم و آنتیموان در کل محدودۀ مطالعهشده غیر آلوده تا کمی آلوده، برای عناصر نقره بهسمت ورودی دریاچه و سرب نزدیک تاج سد کمی آلودگی نشان داد. شاخص PLI براساس کل عناصر تنها در نزدیک تاج سد آلودگی نشان داد. براساس ضرایب همبستگی مثبت و معنیدار بین بیشتر عناصر رسوبات سطحی دریاچۀ سد زایندهرود، غالبیت منشأ طبیعی برای بیشتر عناصر مطالعهشده بیان میشود. غنیشدگی عناصری چون کروم، نیکل و مس که در بیشتر ایستگاهها مشاهده شد، احتمالاً منشأ طبیعی دارد و با زمینشناسی بالادست حوضۀ سد زایندهرود مطابقت دارد؛ در حالی که افزایش غلظت و غنیشدگی عناصری چون نقره و سرب که در برخی ایستگاههای مطالعهشده مشاهده شد، اثر فعالیتهای انسانی را نشان میدهد. اگرچه آلودگی رسوبات بستر دریاچۀ سد زایندهرود به عناصر دارای قابلیت سمیت در مرز خطرناک نبود، در ادامه و با این روند آلودگی قطعاً در درازمدت خطرات زیستمحیطی زیادی بهدنبال خواهد داشت؛ بنابراین بهکارگیری دستورالعملهای مدیریتی مناسب ازجمله دفع صحیح پسابهای شهری، روستایی و صنعتی و استفادۀ اصولی از سموم و کودهای کشاورزی مناسب، در بهبود وضعیت کنونی مؤثر است. بهعلاوه تحقیقات دورهای بهویژه برای ورود دیگر آلایندهها به مخزن سد زاینده رود ضروری است. تشکر و سپاسگزاری این مقاله بخشی از پایاننامۀ کارشناسی ارشد خانم مهتاب حقیقتنیا از دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان است که در قالب پایاننامۀ تقاضامحور با حمایت مالی گروه تحقیقات کاربردی شرکت آب منطقهای اصفهان تحت قرارداد شمارۀ 117/401 به انجام رسیده است. به این وسیله از همکاری مسئولان معاونت پژوهش و فناوری و دفتر ارتباط با صنعت دانشگاه صنعتی اصفهان و شرکت آب منطقهای اصفهان قدردانی میشود.
[1] Potential toxic elements (PTEs) [2] Enrichment Factor [3] Geo Accumulation Index [4] Pollution Load Index [5] Ekman Grab Sampler [6] Moisture percentage [7] Wet Density [8] Dry Density [9] Potential of Hydrogen [10] Oxidation-Reduction Potential [11] Electrical Conductivity [12] Organic Matter [13] National Oceanic and Atmospheric Administration [14] Effects Range Low (ERL) [15] Effects Range Medium (ERM) [16] Spearman | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Adomako D. Nyarko B. J. B. Dampare S. B. Serfor-Armah Y. Osae S. Fianko J. R. and Akaho E. H. K. 2008. Determination of toxic elements in waters and sediments from River Subin in the Ashanti Region of Ghana. Environmental Monitoring and Assessment, 141:165–175 https://doi.org/10.1007/s10661-007-9885-x Akhlaghifard S. Nasrabadi T. and Hoveidi H. 2023. Analyzing the level of river sediment pollution with heavy metals using geo-accumulation index and enrichment factor. Environmental Sciences, 21(4): 77-98. [In Persian]. https://doi.org/10.48308/envs.2023.1299 APHA 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (21st Edition). American Public Health Association/American Water Work Association/Water Environment Federation, Washington DC. Baran A. Tack F M. Delemazure A. Wieczorek J. Tarnawski M. and Birch G. 2023. Metal contamination in sediments of dam reservoirs: A multi-facetted generic risk assessment. Chemosphere, 310:136760. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.136760 Beyhan M. and Algul F. 2020. Concentrations and sources of heavy metals in shallow sediments in Lake Bafa, Turkey. Scientific Reports, 10: 11782. https://doi.org/10.1038/s41598-020-68833-2 Bennett S. J. Rhoton F. E. and Dunbar J. A. 2005. Texture, spatial distribution, and rate of reservoir sedimentation within a highly erosive, cultivated watershed: Grenada Lake, Mississippi. Water Resources Research, 41(1): 01005. https://doi.org/10.1029/2004WR003645 Carter, M. R. and Gregorich, E. G. 2007. Soil sampling and methods of analysis. Earth Sciences, Environment and Agriculture. CRC press. 1264 p. DaryaTarsim Consulting Engineers. 2011. Technical report on hydrographic operations and mapping of Zayandeh-Rud Dam (Vol. 1). National Cartographic Center of Iran. [In Persian] Dawson C. W. Abrahart R J. and See L. M. 2007. HydroTest: a web-based toolbox of evaluation metrics for the standardised assessment of hydrological forecasts. Environmental Modelling and Software, 22(7): 1034-1052. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2006.06.008 de Lima Camêlo D. da Silva Filho L.A. de Arruda D.L. Cyrino L.M. Barroso G.F. Corrêa M.M. Barbeira P.J.S. Mendes D.B. Pasa V.M.D. and Profeti D. 2024. Mineralogical fingerprint and human health risk from potentially toxic elements of Fe mining tailings from the Fundão dam. Science of the Total Environment, 912: 169328. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169328 Emam A. and Saad-Eldin M. 2013. Distribution and environmental geochemistry of some heavy metals in stream sediments of Wadi Allaqi, southeastern desert of Egypt. Arabian Journal of Geosciences, 6(5): 1325–1332. https://doi.org/10.1007/s12517-011-0437-x Fitzpatrick W P. Bogner W C. and Bhowmik N G. 1985. Sedimentation Investigation of Lake Springfield, Springfield, Illinois. ISWS Contract Report CR 363p. Foster G D. Walls C. Mc Eachern P R. Huff T B. and Mc Bride R. 2019. Sedimentary profiles of pollution marker chemicals along a large tributary of Chesapeake Bay (mid-Atlantic USA). Journal of Soils and Sediments, 19(3): 1511-1526. https://doi.org/10.1007/s11368-018-2157-2 Gee G. W. and Or D. 2002. 2.4 Particle‐size analysis. Methods of soil analysis. Part 4 physical methods, 5: 255-293. Haghighatnia M. 2023. Sedimentation rate and sediment zonation of the Zayandehrud Dam Lake based on geochemical indices of sediment cores, MSc, Isfahan University of Technology, Iran, 130 p. [In Persian] Humphries M S. Kindness A. Ellery W N. and Hughes J C. 2010. Sediment geochemistry, mineral precipitation and clay neoformation on the Mkuze River floodplain, South Africa. Geoderma, 157(1-2): 15-26. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.03.010 Jawad S T. Shihab A F. and Al-Taher Q M. 2022. Heavy metal concentrations in water, sediments, Cladophora and two fish species from Al-Masab Alamm River, Al- Nassiriya, Iraq. Caspian Journal of Environmental Sciences, 20(4): 805-812. https://doi.org/10.22124/cjes.2022.5768 Kabata A. A. Pendias A. and Mukherjee A. B. 2007. Trace Elements from Soil to Human. Berlin, Springer, Berlin Heidelberg. 550 p. Kartal B. Kuypers M M. Lavik G. Schalk J. Op den Camp H J. Jetten M S. and Strous M. 2007. Anammox bacteria disguised as denitrifiers. nitrate reduction to dinitrogen gas via nitrite and ammonium. Environmental Microbiology, 9(3): 635-642. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2006.01183.x Koś K. Gruchot A. and Zawisza E. 2021. Bottom sediments from a dam reservoir as a core in embankments-filtration and stability: A case study. Sustainability, 13(3): 1221. https://doi.org/10.3390/su13031221 Krishnamoorthy T. M. 2003. Collection and preparation of lake sediments for dating and trace element analysis by nuclear techniques (No. IAEA-TECDOC--1360, pp. 63-82). Li Y. Zhou H. Gao B. and Xu D. 2021. Improved enrichment factor model for correcting and predicting the evaluation of heavy metals in sediments. Science of The Total Environment, 755(1): 142437. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142437 Long E R. Macdonald D D. Smith S L. and Calder F D. 1995. Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments. Environmental Management, 19: 81-97. https://doi.org/10.1007/BF02472006 Lu X. Wang L. Lei K. Huang J. and Zhai Y. 2009. Contamination assessment of copper, lead, zinc, manganese and nickel in street dust of Baoji, NW China. Journal of Hazardous Material, 161(2-3): 1058- 1562. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.04.052 Maloi S K. Sang J K. Raude J M. Mutwiwa U N. Mati B M. and Maina C W. 2016. Assessment of sedimentation status of Ruiru reservoir, central Kenya. American Journal of Water Resources, 4(4): 77-82. doi: 10.12691/ajwr-4-4-1 Mohammadi Galangash M. Hedayati S A. Forouhar Vajargah M. Pirali Zefrehei A. and Fallah M. 2022. Zonation of heavy metal distribution of surface sediments in Anzali Wetland using Geographical Information System (GIS). Journal of Research in Environmental Health, 7(4): 323-331. [In Persian] https://doi.org/10.22038/jreh.2022.61648.1461 Mousavi S F. Haidarpour M. and Shabanlou S. 2006. Investigation of sediments in the Zayandehrud reservoir through area increment and area-reduction empirical models. Water and Wastewater, 17(1): 76-82. [In Persian] Motie Tabar F. Forghani Tehrani G. and Rostami S. 2022. Contamination assessment and chemical speciation of potentially toxic elements in surface sediments of the Karoon River, Ahwaz city district. Journal of Stratigraphy and Sedimentology Researches, 38(2): 13-34. [In Persian] https://doi.org/10.22108/jssr.2022.132433.1224 Muller G. 1969. Index of geo-accumulation in sediments of the Rhine River. Geology Journal, 2: 108-118. Partani S. Rashidi A. Jarahi H. Jafari A. and Arzhangi A. 2024. Evaluation of the ecological risk of heavy metals in the sediments of coastal wetlands, case study: coastal wetlands of Chabahar Bay, mangrove ecosystem. Iranian Journal of Soil and Water Research, 54 (11), 1733-1757. [In Persian] https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.360884.669517 Radojevic M. and Bashkin V.N. 1999. Practical Environmental Analysis. Royal Society of Chemistry. 466 p. https://doi.org/10.1039/9781847551740 Rahman S. Ahmed Z. Seefat S M. Alam R. Towfiqul Islam A R M. Choudhury T R. Begum B A. and Idris A.M. 2022. Assessment of heavy metal contamination in sediment at the newly established tannery industrial Estate in Bangladesh: A case study. Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 4: 1-12. https://doi.org/10.1016/j.enceco.2021.10.001 Rezaei F. Mehr M R. Shakeri A. Sacchi E. Borna K. and Lahijani O. 2024. Predicting bioavailability of potentially toxic elements (PTEs) in sediment using various machine learning (ML) models: A case study in Mahabad Dam and River-Iran. Journal of Environmental Management, 366: 121788. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.121788 Salavati M. and Yousefimesrdashti Z. 2022. Evaluation of geochemical pollution from the perspective of environmental geology in Pole-Rud stream sediment, east of Guilan. Environmental Researches, 12(24): 149-158. [In Persian] https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.20089597.1400.12.24.12.4 Shafaee Bajestan M. 2012. Guide to sedimentation and sedimentation studies of dam reservoirs. Report No 589. Water Research Institute. 302 P. [In Persian] Sparks D L. Page A L. Helmke P A. and Loeppert R H. 2020. Methods of soil analysis part 3: Chemical methods (Vol. 14). John Wiley and Sons, 1424p. Sulistyowati L. Nurhasanah N. Riani E. and Cordova M R. 2023. Heavy metals concentration in the sediment of the aquatic environment caused by the leachate discharge from a landfill. Global Journal of Environmental Science and Management, 9(2): 323-336. https://doi.org/10.22034/gjesm.2023.02.11 Taleshpour S. Taghavi L. and Nasrollahzadeh Saravi H. 2021. Determination of heavy metals contamination in based on land accumulation and ecological risk potential (Case study: Sediments of Caspian Sea coastal rivers). Journal of Oceanography, 12(46): 100-108. [In Persian]. https://dx.doi.org/10.52547/joc.12.46.100 Walkley A. and Black I. 1934. An examination of Degtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the Chromic Acid Titration Method. Soil Science, 37(1): 29-38. http://dx.doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003 Weissmannová H D. and Pavlovský J. 2017. Indices of soil contamination by heavy metals–methodology of calculation for pollution assessment (mini review). Environmental Monitoring and Assessment, 189(12): 1-25. https://doi.org/10.1007/s10661-017-6340-5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 949 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 288 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||