نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رسوب شناسی و سنگ شناسی رسوبی، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 دانشیار، گروه زمین شناسی،دانشکده علوم پایه، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 استادیار، گروه تحقیقات مهندسی رودخانه و سواحل، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

رودخانه‌ها شریان حیاتی حوزه‌های آبخیز هستند. عواملی همچون تخلیه فاضلاب‌ها، سدسازی، ورود زه‌آب‌های کشاورزی و پساب‌های صنعتی و خدماتی سبب آلودگی این شریان‌های حیاتی شده و حیات حوزه آبخیز و ساکنان آن را تهدید می‌کنند. از میان آلاینده‌های وارد شده به محیط‌های آبی، عناصر فلزی سمی به علت پایداری، غیر قابل تجزیه بودن، سمیت و پتانسیل تجمع زیستی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. لذا در این تحقیق عناصر بالقوه سمناک آرسنیک، کادمیوم، نیکل، مس، کروم، سرب و روی با هدف سنجش و ارزیابی خطر اکولوژیکی این عناصر در رسوبات سطحی رودخانه کارون در بازه ویس تا اهواز و تعیین سطح آلودگی ناشی از آنها مورد مطالعه قرار گرفتند. بدین منظور بر اساس یک راهبرد قطعی تعداد 22 نمونه رسوبات سطحی مطابق پراکنش کانون‌های نقطه‌ای و غیر نقطه‌ای آلودگی و ریخت‌شناسی رودخانه‌ای برداشت شد. پس از آماده سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر با استفاده از دستگاه ICP-MS به دست آمد. شاخص‌های خطر اکولوژیک، فاکتور غنی‌شدگی(EF) محاسبه و غلظت عناصر با حدود استاندارد (سطح اثر شدید ( (SEL، سطح اثر احتمالی (PEL) و شاخص کیفیت رسوب (ISQGs )) مقایسه شد. جهت شناخت تشابه رفتار ژئوشیمیایی عناصر در محیط رسوبی و یافتن مهمترین جاذب اثر گذار کاتیونی مانند مواد آلی و ذرات رسی، خوشه‌بندی سلسله مراتبی (AHC) و تحلیل مولفه اصلی (PCI) با نرم افزار XLSTAT2018 انجام شد. نتایج نشان داد عناصر Cr، Ni، Cu، Pb و As غنی‌شدگی کم تا متوسط و عنصر Zn غنی‌شدگی متوسط تا قابل ملاحظه را تجربه کرده‌اند. شاخص ریسک خطر برای همه نمونه‌ها در محدوده ریسک کم (RI<150)قرار دارد. عنصر Ni در تمام ایستگاه‌ها دارای غلظتی فراتر از سطح اثر احتمالی (PEL) است و احتمال بروز مسمومیت برای آبزیان و بهره برداران آب وجود دارد. نتایج آنالیز خوشه‌‌ای نشان از همبستگی معنی دار مثبت بین عناصر Ni، Cr، Cu و As و رسوبات ریز دانه رسی در زیرخوشه B و برقراری همبستگی معنی‌دار مثبت بین عنصر فلزی سمی Cu و مواد آلی در زیرخوشه A دارد. نتایج تحلیل مولفه اصلی ضمن تایید ضریب همبستگی و آنالیز خوشه‌ای، در تایید فاکتور غنی شدگی نشان داد که Cr، Ni، Cu، Zn و As منشاء انسان‌زاد و عناصر Pb و Cd دارای منشاء زمین زاد هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Geochemical data Analysis and evaluation of ecological risk index of potentially toxic elements in surface sediments of Karoun River, Vays to Ahvaz

نویسندگان [English]

  • Saeed Choopani 1
  • payman rezaee 2
  • Mohammad reza Gharibreza 3

1 Ph.D. Student, Department of Geology, Hormozgan University, Bandar Abbas, Iran

2 Associate Professor, Department of Geology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran

3 3Assist. Professor, Research Department of River and Shore Engineering, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Rivers are the living artery of the watershed. Many factors cause contamination of these vital arteries and threaten the life of the watershed and its inhabitants, such as sewage disposal, dam construction, the entry of agricultural sewage and industrial and service effluents. Therefore, in this study, potential toxic elements As, Cd, Ni, Cu, Cr, Pb and Zn were studied with the aim of measuring and evaluating the ecological risk of these elements and determining the level of pollution caused by them in surface sediments of Karun River in the Vays area to the Ahvaz city. Based on a detrministic streategy, 22 samples of surface sediments were collected according to the distribution of point and non-point pollution sources and river morphology. Ecological risk indices and enrichment factor were calculated and element concentrations were compared with standard (ISQGs, PEL, SEL). Comparison of element concentrations with standards (ISQGs, PEL, SEL) showed that Station 7, The risk index is in the low risk range for all samples (RI <150). The results showed that the elements Cr, Ni, Cu, Pb and As experienced low to moderate enrichment and the element Zn experienced moderate to Significant enrichment. Finally, superficial sediments of the Karoun River along the studied range were polluted significantly by the toxic metal of Ni at a risky level. The results of cluster analysis showed that there is a significant positive correlation between Ni, Cr, Cu and As elements and fine-grained sediments in subgroup B and a significant positive correlation between toxic metal element Cu and organic matter in subgroup A. The results of principal component analysis confirmed the correlation coefficient and cluster analyzes and while confirming the enrichment factor showed that Cr, Ni, Cu, Zn and As are of anthropogenic origin and the elements Pb and Cd are of lithogenic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sediment Quality
  • Erichement Factor
  • Principal Component Analysis
  • Toxic Elements
  • Clustering Analysis