TY - JOUR ID - 126907 TI - تحلیل داده‌های ژئوشیمیایی و ارزیابی خطر اکولوژیکی عناصر بالقوه سمناک در رسوبات سطحی رودخانه کارون، بازه ویس تا اهواز JO - مهندسی و مدیریت آبخیز JA - IJWMSE LA - fa SN - 2251-9300 AU - چوپانی, سعید AU - رضائی, پیمان AU - غریب رضا, محمدرضا AD - دانشجوی دکتری رسوب شناسی و سنگ شناسی رسوبی، دانشکده علوم، دانشگاه هرمزگان AD - دانشیار گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران AD - دانشیار،گروه تحقیقات مهندسی رودخانه و سواحل، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران Y1 - 2023 PY - 2023 VL - 15 IS - 2 SP - 201 EP - 223 KW - تحلیل مولفه اصلی KW - خوشه‌بندی KW - غنی‌شدگی KW - فلزات سمی KW - کیفیت رسوب DO - 10.22092/ijwmse.2022.355308.1909 N2 - مقدمهرودخانه­‌ها، سامانه­‌های بسیار تغییر­پذیر و یکی از مهمترین اکوسیستم­‌های آبی هستند که نقش مهمی در زندگی بشر و سایر موجودات زنده دارند و به سادگی تحت ­تاثیر آلودگی قرار می‌­گیرند. به­‌طور کلى، غلظت فلزات سنگین در رسوبات چندین برابر بدنه‌­هاى آبى است و فلزات سنگین در طى فرایندهاى طبیعى، تخریب و تجزیه نمی‌­شوند. بنابراین، فلزات سنگین می­‌توانند در رسوبات ذخیره شده و به مدت طولانى در آن باقى بمانند. به همین دلیل، رسوبات سطحى یکى از مخازن اصلى فلزات سنگین و سایر آلاینده­‌ها محسوب می­‌شوند. رودخانه کارون نیز از این آلودگی­‌ها مصون نمانده است و پساب­‌های بسیاری از صنایع فلزی، پتروشیمی و نفت، سلولزی و غذایی، فاضلاب­‌های خانگی، بیمارستانی و کشاورزی به این محیط آبی تخلیه می­‌شود. از سویی، این رودخانه تامین کننده آب برای این صنایع و منبع آب آشامیدنی برای شهرستان­‌هایی مانند اهواز، خرمشهر و آبادان است. ماهی­‌های این رودخانه بزرگ، یکی از منابع اصلی تغذیه مردم منطقه هستند که در نتیجه حضور آلاینده‌­ها به­‌خصوص عناصر بالقوه سمناک در کارون، می­‌تواند باعث آلودگی رسوب، آب و مواد غذایی شوند و چرخه حیات این رودخانه بزرگ را مورد آسیب قرار دهند. با توجه به گستردگی کمی و تنوع فعالیت‌­های انسانی در دشت خوزستان و ورود انواع پساب­‌ها و فاضلاب­‌ها به رودخانه کارون، بررسی آلودگی­‌ها، آلاینده­‌ها و سطوح مخاطرات ضرورتی اجتناب­‌ناپذیر است. لذا، این پژوهش با هدف تعیین میزان غنی­‌شدگی عناصر، تعیین خطر اکولوژیکی و مخاطره آمیز بودن آلودگی­‌ها در مقایسه با استانداردهای کیفیت رسوبات در رودخانه کارون در بازه ویس تا ابتدای شهر اهواز با استفاده از داده‌­های ژئوشیمیایی و تحلیل‌­های آماری انجام شده است.مواد و روش‌­هابه­‌منظور ارزیابی آلودگی رسوبات بستر رودخانه کارون، تعداد 22 نمونه با یک دستگاه شناور (قایق) از عمق صفر تا 10 سانتی­‌متری و بر مبنای روش­‌های رایج در زمین­‌شناسی رسوبی از رسوبات ریزدانه برداشت شد. سپس نمونه­‌ها در آزمایشگاه آب و خاک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، برای آزمون دانه‌­بندی و تعیین غلظت عناصر فلزی سمی آماده­‌سازی شدند. در نهایت، به­‌منظور بررسی وضعیت آلودگی رسوبات، غلظت­‌های به‌دست آمده با مقادیر استاندارد شاخص کیفیت رسوب (ISQGs)، سطح اثر شدید (SEL)، سطح اثرات احتمالی (PEL) و مقادیر پایه جهانی مقایسه شد.نتایج و بحثبر اساس نتایج به‌دست آمده از دانه‌بندی، رسوبات بستر رودخانه در بیشتر ایستگاه‌‎ها دارای بافت دانه­ ریز و از نوع گل، ماسه گلی و گل ماسه‌­ای و به‌طور میانگین، دارای 0.62 درصد ماده آلی هستند. نتایج سطح آلودگی نیز نشان داد که غلظت عناصر سمی آرسنیک (As)، نیکل (Ni) و کروم (Cr)، دارای مقادیری فراتر از مقادیر استاندارد ISQGs و PEL هستند. بر اساس مقایسه بین معیارهای کیفیت رسوب با استانداردها، رودخانه کارون در بازه مورد مطالعه دارای رسوباتی پاک از منظر عناصر Cd و Pb است. نتایج محاسبه عامل غنی­‌شدگی نشان داد که عنصر Zn، غنی‌­شدگی متوسط تا قابل توجه دارد. غنی­‌شدگی Cu، Ni و Cr در محدوده آلودگی متوسط قرار داشت. شبه فلز As، در محدوده غنی­‌شدگی کم تا متوسط و دو عنصر Cd و Pb، دارای غنی‌­شدگی کم هستند. میانگین غنی­‌شدگی عناصر به‌­ترتیب Zn>Ni>Cu>Cr>As>Pb>Cd است. بر اساس طبقه­‌بندی ژانگ و لیو، Cr، Ni، Zn، Cu و As، دارای منشا انسان‌­زاد و Pb و Cd منشا زمین­‌زاد دارند. در انتها، نتایج به‌دست آمده از شاخص خطر نشان داد که مقادیر شاخص خطر برای همه نمونه‌­ها در محدوده خطر کم (RI<150) قرار دارد. بررسی و تحلیل آماری بر روی نمونه‌­ها نشان داد که ارتباط معنی‌­دار مثبتی میانCr ، Ni، Cu و AS با رس وجود دارد. پس ذرات رس حامل اصلی عناصر Cr، Ni، Cu و As هستند. ضریب همبستگی بالا بین عناصر نشان از منبع مشترک، وابستگی متقابل و رفتار یکسان در طول حمل و نقل دارد.نتیجه‌گیریپژوهش حاضر منجر به شناخت کافی از وضعیت ژئوشیمیایی و هرگونه تغییر از شرایط طبیعی و آشکارسازی غنی‌شدگی موضعی و موضوعی سطح آلودگی­‌ها برای آبزیان و بهره­‌برداران به‌­ویژه حوزه کشاورزی و چرخه غذایی در رودخانه کارون در بازه ویس تا شهر اهواز شده است. نتایج عامل غنی­‌شدگی، آلودگی کم تا زیاد را برای عناصر انتخابی نشان دادند. مقادیر خطر بالقوه اکولوژیکی کلیه عناصر انتخابی به­‌جز As در نمونه 21، در محدوده خطر کم قرار دارند و AS در نمونه شماره 21 ( ساحل شرقی کیان پارس) در محدوده خطر متوسط قرار دارد. مقادیر شاخص خطر برای همه نمونه‌­ها در محدوده خطر کم قرار دارد. بر اساس مقایسه معیارهای کیفیت رسوب با استانداردها، رودخانه کارون دارای رسوباتی پاک از منظر عناصر Cd و Pb در بازه مورد مطالعه است. به‌طوری‌ که 100 درصد نمونه‌­ها غلظتی کمتر از ISQG دارند. میانگین غلظت شبه فلز سمی As، زیر کمینه سطح آلودگی ISQG است. Cr با 27 درصد و Ni با 100 درصد، دارای غلظتی فراتر از سطح آلودگی PEL و کلیه مقادیر به‌دست آمده برای عناصر Cr و Ni دارای غلظتی فراتر از غلظت کمینه سطح آلودگی ISQG است. بدین ترتیب، احتمال بروز مسمومیت برای آبزیان و بهره‌­برداری آب به‌وسیله عناصر سمی Ni و Cr وجود دارد. مقایسه غلظت عناصر با استاندارد­ها نشان داد که در ایستگاه­‌های شماره هفت (زیردست پرورش ماهی شیبان)، 21 (ساحل شرقی کیان پارس) و 10 (فاضلاب کورش)، عناصر Cr و Ni دارای غلظتی فراتر از سطح آلودگی PEL داشته و As  بیشتر از حداقل سطح ISQG بوده است و آلوده­‌ترین ایستگاه­‌ها در بازه مورد مطالعه هستند. به‌طوری ‌که در ایستگاه شماره هفت، حداکثر غنی­‌شدگی Cr و As هم اتفاق افتاده است. تحلیل خوشه‌­بندی عناصر نشان داد که مواد آلی حامل اصلی عنصر Cu و Zn و ذرات رس، حامل اصلی عناصر Ni و Cr هستند. همچنین، در مورد عناصر Cu و As نیز ذرات رس نقش اصلی را ایفا می­‌کنند. اما فلز سمی Pb، هیچ­گونه رابطه معنی‌داری با عناصر دیگر و همچنین مواد آلی و ذرات رس نشان نداده است. در نتیجه عنصر Pb دارای منشا متفاوتی نسبت به عناصر Cu، Zn، Cr، Ni و As است. نتایج تحلیل مولفه اصلی، ضمن تایید ضریب همبستگی و تحلیل‌ خوشه‌ای، در تایید عامل غنی‌­شدگی نشان داد که Cu، Zn، Cr، Ni و As منشا انسان­‌زاد دارند و عناصر Pb و Cd دارای منشا زمین­‌زاد هستند. این مطالعه سهم مهمی در تعیین منشا، آلودگی و خطر اکولوژیکی عناصر بالقوه سمناک دارد و می‌­تواند در شناخت منابع آلاینده و کنترل آلاینده‌­ها کمک کند. UR - https://jwem.areeo.ac.ir/article_126907.html L1 - https://jwem.areeo.ac.ir/article_126907_0de6c997a288ec32145e576f35fdc251.pdf ER -