نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری رشته محیط زیست دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 استاد دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست ، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 دانشیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4 استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
مقاله پژوهشی
علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و سوم، شماره نه، آذرماه 1400(175-190)
بررسی آلودگی سرب در ذرات معلق داخل و خارج ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری در کلانشهر کرج
شکوفه ساجدی سابق [1]
نبی الله منصوری [2] *
لعبت تقوی[3]
سیدعلیرضا حاجی سیدمیرزاحسینی[4]
تاریخ دریافت: 6/8/99 |
تاریخ پذیرش: 17/6/1400 |
چکیده
زمینه و هدف: آلودگی فلزات سنگین ذرات معلق موجود در هوا یک مشکل جدی محیط شهری است و مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در بین فلزات سنگین سرب عنصری است که در ذرات معلق از منابع مختلف وارد می شود. در این تحقیق به تعیین میزان سرب در ذرات معلق ریزشی در داخل و خارج ساختمان های مسکونی و اداری و تجاری کلانشهر کرج پرداخته شده است.
روش بررسی: نمونه گیری از ذرات معلق در دی ماه 1399 از 23 ایستگاه در داخل و خارج از ساختمان در سطح کلانشهر کرج انجام شد. به منظور سنجش میزان سرب در نمونه های جمع آوری شده از روش هضم شیمیایی تر با استفاده از ترکیب اسیدنیتریک/اسید پرکلریک استفاده شد. در نهایت میزان فلز سرب با استفاده از دستگاه ICP-MS اندازه گیری شد.
یافتهها: براساس یافته های این مطالعه بیشترین میزان سرب در داخل و خارج ساختمان های مسکونی و اداری و تجاری به ترتیب برابر با 73/858 و 28/446 میکرو گرم بر گرم اندازه گیری شد. همچنین بین میزان سرب در داخل و خارج ساختمان و بین ایستگاه های مختلف اختلاف معنیدار مشاهده شد، در بعضی از ایستگاهها میزان سرب داخل و در بعضی از ایستگاهها در خارج ساختمان میزان این عنصر بیشتر اندازه گیری گردید.
بحث و نتیجه گیری: آنالیز سرب در نمونههای گرد و غبار داخل و خارج ساختمان در کلانشهر کرج، پراکنش مکانی میزان این آلاینده را در ایستگاههای مختلف براساس منابع آلاینده نشان می دهد. بررسی نتایج آزمون آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد در مناطق با بار ترافیکی بالاتر میزان سرب در نمونه های گرد و غبار جمع آوری شده در داخل و خارج ساختمان بیشتر از سایر ایستگاه های اندازه گیری شده است.
واژه های کلیدی: ذرات معلق، سرب، کلانشهر کرج، ترافیک، ICP-MS، آلودگی هوا.
|
Investigation of lead pollution in suspended particles inside and outside residential, office and commercial buildings in Karaj metropolis
Shokoofeh Sajedi Sabegh [5]
Nabiollah Mansouri [6] *
Lobat Taghavi[7]
Seyed Alireza Haji Seyed Mirza Hosseini[8]
Admission Date: September 8, 2021 |
|
Date Received: October 27, 2020 |
Abstract
Background and Objectives: Heavy metal pollution of airborne particles is a serious problem in the urban environment and has been considered by many researchers. Among heavy metals, lead is an element that enters suspended particles from various sources. In this research, the amount of lead in suspended particles indoor and outdoor the building of Karaj metropolis has been investigated.
Material and Methodology: Sampling of suspended particles was performed in December 2019 from 23 stations indoor and outdoor the building in Karaj metropolis. In order to measure the amount of lead in the collected samples, wet chemical digestion method was used by nitric acid/perchloric acid combination. Finally, the concentration of lead metal was measured using ICP-MS.
Findings: Based on the findings of this study, the highest levels of lead indoor and outdoor the buildings were measured as 858.73 and 446.28 μg/g, respectively. Also, a significant difference was observed between the amount of lead indoor and outdoor the building and in addition between different stations, in some stations the amount of lead indoor and in some stations outdoor the building the amount of this element was measured more.
Discussion and Conclusion: Lead analysis in indoor and outdoor dust samples in Karaj metropolis shows the spatial distribution of this pollutant in different stations based on pollutant sources. Examination of the results of one-way analysis of variance test showed that in areas with higher traffic load, the amount of lead in dust samples collected inside and outside the building was higher than other stations.
Keywords: Suspended particles, lead, Karaj metropolis, traffic, ICP-MS, air pollution.
مقدمه
در سال های اخیر و بعد از انقلاب صنعتی افزایش سریع شهرنشینی و تقاضای مداوم برای توسعه زیربنایی در مناطق شهری باعث ایجاد اختلال و در نتیجه کاهش چشمگیری در کیفیت محیطزیست شهری گردیده است. امروزه، تاثیر انسان بر محیط زیست و بهویژه آلودگی اتمسفر یکی از نگرانیهای مهم محیط زیستی در سراسر جهان میباشد (1). در حال حاضر کشورهای در حال توسعه نیز تحت افزایش فشار شهری شدن قرار گرفته اند و آلودگی هوا سلامتی ساکنان شهری را به خطر انداخته است. سازمان بهداشت جهانی گزارش داده است که شمار تلفات جهانی به دلیل آلودگی هوا 2/4 میلیون در سال 2016 بود که 91 درصد این موارد در کشورهای کم درآمد و متوسط درآمد رخ داده است (1).
آلودگی فلزات سنگین ذرات معلق موجود در هوا یک مشکل جدی محیط شهری است و مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است (3). در بین فلزات سنگین مختلف، سرب عنصری است که در همه جا یافت می شود. (5).
مطالعات مختلف نشان داده است که مواجهه محیطی سرب اثرات مضر جدی بر عملکردهای عصبی و کاهش تولید هم در هموگلوبین خون، به ویژه در کودکان دارد. آسیب های عصبی ناشی از سرب برای چندین دهه شناخته شده است و شواهد وجود دارد که نشان می دهد ممکن است آستانه "ایمن" برای این عنصر وجود نداشته باشد (6) سرب موجود در خاک و گرد و غبار خانه مدتهاست که به عنوان منبع اصلی جذب بیش از حد سرب در کودکان خردسال شناخته شده است (10). مثال رنگهای حاوی سرب از طریق ورقه ورقه شدن یا جداشدن رنگ مستقیماً به داخل خانه وارد میشوند (11). محققان زیادی اشاره کرده اند که منابع بیرونی، مانند خاک، رنگ و گرد و غبار خیابان، از طریق مسیرهای ورود هوا به داخل خانه، وارد محیط داخلی ساختمان می شوند، که این گرد و غبار می تواند آلوده به فلزات سنگین بخصوص سرب باشد. (16). از مهمترین عناصر موجو د در خروجی اگزوز خودروها میتوان به سرب اشاره کرد. این عنصر به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارد. اما در اکثر موارد سرب موجود در طبیعت حاصل فعالیتهای بشری به علت استفاده سرب در بنزین است. سرب معدنی از راه اگزوز ماشینها وارد محیط میشود. ذرات بزرگتر بلافاصله روی زمین ته نشین می شوند و خاکها و آبهای سطحی را آلوده می کنند و ذرات کوچکتر از طریق هوا مسافتهای طولانی را طی کرده و در جو باقی میمانند. بخشی از این سرب، به هنگام باران به زمین برمیگردد. چرخه سرب در اثر فعالیتهای بشری نسبت به چرخه طبیعی، گسترده تر شده است. همین امر باعث آلودگی سرب در سرتاسر دنیا شده است (17).
کرج مرکز استان البرز و با مرکزیت شهرستان کرج، یکی از کلانشهرهای ایران است. جمعیت شهر کرج برپایه سرشماری سال ۱۳۹۵ برابر با ۱۹۷۳۴۷۰ تن، و با وسعت 162 کیلومتر مربع می باشد که در حدود 40 کیلومتری تهران قرار دارد. کرج چهارمین شهر پرجمعیت ایران و بیست و دومین کلانشهر پرجمعیت خاورمیانه است. کرج پس از تهران بزرگترین شهر مهاجرپذیر ایران است. همچنین جمعیت این شهر نسبت به سایر شهرهای بزرگ ایران جوانتر است، و بالاترین میزان رشد موالید یا زاد و ولد را به خود اختصاص دادهاست. این شهر در میان کلانشهرهای ایران با رشد جمعیت سالانه ۳/۱۴ درصد بالاترین رشد جمعیت را دارد. و در سال های اخیر به دلیل افزایش بیش از حد جمعیت، و در پی آن افزایش ترافیک و صنعتی شدن و شرایط توپوگرافی خاص این شهرستان، این کلانشهر جز آلوده ترین شهرهای ایران از نظر آلودگی هوا بوده است(18).
افزایش جمعیت در کلانشهر کرج و در پی آن افزایش استفاده از وسایل نفلیه موتوری و مصرف سوختهای فسیلی بیشتر، باعث افزایش آلودگی محیط زیست شهری کرج به آلاینده های مختلف بخصوص فلزات سنگین شده است (21). در این مطالعه به بررسی میزان آلودگی سرب در ذرات معلق خارج و داخل ساختمان در سطح شهر کرج که به عنوان یکی از آلاینده های مهم هوا می باشد پرداخته شده است.
روش بررسی
در این تحقیق نمونه گیری در دی ماه 1399 از 23 ایستگاه در داخل و خارج از ساختمان در سطح شهر کرج انجام شد. ایستگاهها براساس دوری و نزدیکی به شریانهای اصلی شهر با بار ترافیکی مختلف، پارک های شهر، محیطهای آموزشی و تجاری انتخاب شد. با توجه به گرد و غبار استنشاقی تنها در صورتی قابل برداشت است که آن را از زوایای داخلی ساختمان که قابل ماندگاریست برداشت شود این نمونه های گرد و خاک از گوشه های اتاق در حاشیه دیوار که قابل تمیز کردن نباشد یا از کادر کناف سقفی و یا روی کابینت ها که مدت طولانی تمیز نشده باشد با هماهنگی قبلی برداشت شد . در نمونه های خارج از ساختمان هم از گوشه لبه تاقچه پنجره ها که سایبان داشته و بارندگی آن را تحت تاثیر قرار نداده برداشت شد . این نمونه برداری با استفاده از قلم موی کوچک نقاشی و یک مقوای نازک جمع آوری و بلافاصله در ظروف نمونه برداری به آزمایشگاه منتقل گردید. (14,22). در جدول 1 محل ایستگاه های نمونه برداری به همراه نوع سیستم گرمایشی هر ایستگاه آورده شده است. در شکل 1 نقشه نقاط ایستگاههای مورد مطالعه در سطح کلانشهر کرج نشان داده شده است.
جدول 1- ایستگاه های نمونه برداری در کلانشهر کرج Table 1. Sampling stations in Karaj metropolis |
|||
آدرس محل نمونه برداری |
سیستم گرمایش |
Location |
کد |
"دانشکده محیطزیست کرج" کرج، میدان استاندارد |
شوفاژ |
35°47'39.8"N 50°58'27.8"E |
S-1 |
"مهرشهر"، بلوار شهرداری، خیابان 206 |
شوفاژ + شومینه |
35°47'45.3"N 50°54'13.2"E |
S-2 |
"دانشگاه پیامنور" کرج ، رجایی شهر، بلوار موذن، بلوار دانشگاه، دانشکده حسابداری |
چیلر |
35°51'14.4"N 50°59'02.6"E |
S-3 |
کرج، "میدان استاندارد، شیخ آباد"، مسجد صاحب الزمان |
بخاری گازی |
35°47'18.1"N 50°58'23.1"E |
S-4 |
کرج، "شاهینویلا، شهرک شهرداری"، کوچه دوم غربی |
بخاری گازی |
35°51'15.2"N 50°56'06.1"E |
S-5 |
دانشگاه خوارزمی ، کرج، حصارک، دانشگاه خوارزمی، میدان دانشگاه، "مسجد دانشگاه" |
شوفاژ |
35°51'31.8"N 50°54'49.4"E |
S-6 |
دانشگاه خوارزمی ، کرج، "حصارک، دانشگاه خوارزمی"، دانشکده روانشناسی و علوم تربیتی |
چیلر |
35°51'22.3"N 50°55'08.2"E |
S-7 |
معاینه فنی الغدیر، کرج، "45 متری گلشهر"، بلوار گلزار غربی، سه راه الغدیر |
بخاری برقی |
35°49'21.9"N 50°55'41.6"E |
S-8 |
کرج، جهانشهر، "بلوار ماهان"، خانه هنرمندان |
انرژی |
35°49'58.1"N 50°59'11.7"E |
S-9 |
کرج، "حصارک بالا"، میدان شهرداری، مطب دندانپزشکی |
شوفاژ |
35°51'09.8"N 50°55'46.4"E |
S-10 |
"فردیس"، کانال غربی، سه راه دهکده، جنب داروخانه دکتر بحرینی |
بخاری گازی |
35°44'09.5"N 50°58'16.5"E |
S-11 |
"معاینه فنی شهید سعادت" کرج، رزکان نو، ابتدای جاده مشکین دشت، خیابان نفت |
بخاری برقی |
35°46'19.6"N 50°58'23.9"E |
S-12 |
سازمان مدیریت پسماند کرج ، میدان استقلال، خیابان شهید صدوقی، جنب پمپ گاز اتوبوسرانی، "محل تعمیر و نگهداری خودروهای سنگین" |
بخاری گازی |
35°47'15.4"N 50°59'26.1"E |
S-13 |
معاونت خدمات شهری شهرداری کرج، کرج، چهار راه طالقانی، "زیر پل آزادگان" |
شوفاژ + انرژی |
35°49'48.7"N 50°59'56.5"E |
S-14 |
کرج، "میدان امام حسین"، قنادی خراسانی |
اجاق |
35°47'53.9"N 51°00'02.8"E |
S-15 |
پردیس دانشگاه تهران "پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران"، گروه جنگل |
فن کوئل |
35°48'07.0"N 50°59'60.0"E |
S-16 |
مدرسه دخترانه الزهرا "مهرشهر، حسین آباد"، خیابان ولیعصر، بلوار ارم، بلوار دانش |
شوفاژ |
35°48'35.8"N 50°54'27.5"E |
S-17 |
بیمارستان ثارالله، مهرشهر، حسین آباد، "بلوار ارم"، خیابان ولیعصر، کوی فرهنگ، میدان فرهنگ |
چیلر + بخاری گازی |
35°49'17.7"N 50°53'52.2"E |
S-18 |
شهرداری منطقه 4 ، مهرشهر، حسین آباد، بلوار ارم، بلوار شهرداری، "شهرداری مهرشهر" |
چیلر |
35°47'58.6"N 50°54'23.8"E |
S-19 |
مهرشهر، حسین آباد، بلوار ارم، کوی فرهنگ، "چهار راه فرهنگ"، خیابان ولیعصر، کوچه تاجیک2 |
بخاری گازی |
35°49'06.7"N 50°54'00.5"E |
S-20 |
"کیانمهر"، تقاطع بلوار ارم و امیرکبیر، سوپر مارکت زنبق |
اجاق + بخاری گازی |
35°46'41.5"N 50°52'13.9"E |
S-21 |
کرج، "چهار باغ"، میدان چهار باغ، بلوار شهدا، مغازه ابزار آلات |
بخاری گازی |
35°50'38.7"N 50°50'41.3"E |
S-22 |
امام زاده برهان الدین، کرج، "قوهه"، خیابان امام خامنهای، امام زاده برهان الدین |
بخاری گازی |
35°50'27.9"N 50°48'45.6"E |
S-23 |
شکل 1- نقشه ایستگاههای مورد مطالعه در سطح کلانشهر کرج در فصل زمستان
Figure 1. Map of studied stations in Karaj metropolis in winter
یافته ها
آنالیز شیمیایی
به منظور هضم شیمیایی نمونه ها، ابتدا نمونه ها با الک سایز 63 میکرون الک شده و سپس در دمای 105 درجه سانتی گراد در آون به مدت 24ساعت خشک شدند (28). پس از خشک شدن نمونه ها حدود 1 گرم از گرد و غبار الک شده را با ترازوی دیجیتال با دقت 0001/0 گرم وزن شد و به داخل لولههای پلی اتیلنی مخصوص هضم انتقال یافت. جهت هضم شیمیایی، از ترکیب اسیدنیتریک 65 درصد (8 میلی لیتر) و اسید پرکلریک 70 درصد (4 میلی لیتر) در دمای 80 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت و دمای 150 درجه سانتی گراد به مدت 3 ساعت استفاده شد (24). پس از اتمام مراحل هضم، محلول با استفاده از کاغذ صافی واتمن 42 و قیف پلی اتیلنی در بالن ژوژه 25 میلی لیتری صاف گردیده و نهایتاً با استفاده از آب دیونیز حجم محلول به 25 میلی لیتر رسانده شد، و میزان فلز سرب با استفاده از دستگاه ICP-MS مدل HP-4500 (ساخت آمریکا) اندازه گیری گردید. تمام ظروف مورد استفاده، قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در اسید نیتریک 5% قرارداده شد سپس با آب مقطر شستشو و خشک گردیدند.
ارزیابی شدت آلودگی سرب نمونههای گرد و غبار
در این مطالعه میزان آلودگی نمونه های گرد و غبار با استفاده از شاخص زمین انباشتگی مولر (Igeo) و شاخص غنی شدگی (EF) ارزیابی شد.
فاکتور غنی شدگی (Enrichment Factor)
در ابتدا فاکتور غنی شدگی به منظور بررسی و ارزیابی عناصر در جو، بارش یا آب دریا استفاده می شد، اما به تدریج برای مطالعه خاک، رسوبات و سایر موارد محیط زیستی گسترش و توسعه یافت. از این فاکتور جهت غنی شدگی تعیین منابع احتمالی طبیعی یا انسانی عناصر موجود در گرد و غبار استفاده می شود. و نشان دهنده میزان و درجه آلودگی عناصر سمی در گرد و غبار می باشد. فاکتور غنی شدگی یک عنصر با استفاده از معادله زیر به دست می آید:
(1) |
که در فرمول بالا؛ EFبرابر با ضریب غنی شدگی، Cn برابر با میزان فلز مورد بررسی در نمونه گرد وغبار، Bn برابر با میزان پیشینه جهانی ژئوشیمیایی فلز n، CFe برابر با میزان عنصر مرجع در نمونه گرد و غبار و BFe برابر با میزان پیشینه جهانی ژئوشیمیایی عنصر مرجع. عنصر آهن به عنوان عنصر رفرنس در این مطالعه در نظر گرفته شد چرا که منابع انسانی انتشار آن ناچیز و قابل صرف نظر میباشد و یکی از عناصر فراوان پوسته زمین می باشد. با برآورد فاکتور غنیشدگی میتوان ارزیابی کرد که عناصر موجود در نمونه مورد نظر منشأ طبیعی دارند یا در نتیجه فعالیتهای انسانی به وجود آمدهاند. که در این شاخص اگر میزان فاکتور غنیشدگی EF عنصر مورد نظر کمتر از یک باشد آن عنصر منشأ طبیعی، اگر بین یک تا ده باشد عنصر هم منشأ طبیعی و هم منشأ انسانی و اگر این نسبت بیشتر از 10 باشد منشأ عنصر مورد نظر عمدتاً عوامل انسانی است. میزان فاکتور غنیشدگی بین 1 تا 5 نشاندهنده این است که منابع انسانی سهم معنیداری در میزان آن عنصر ندارند. مقادیر فاکتور غنی شـــدگی در پنج سطح طبقه بندی شده است که در جدول 2 آورده شده است.
شاخص زمین انباشت (Igeo) Geo-Accumulation Index
شاخص زمین انباشتگی مولر یکی از شاخص های متداول تعیین شدت آلودگی است که در اواخر دهه 1960 تدوین شد و از آن زمان تاکنون بسیار برای مطالعه و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در خاک ها و غبار جاده های شهری استفاده می شود.
شاخص (Igeo) مطابق معادله 2 میزان شدت آلودگی به عناصر سمی را با در نظر گرفتن نسبت غلظت هر عنصر در نمونه مورد بررسی به غلظت زمینهای آن عنصر در پوسته زمین محاسبه برآورد می نماید:
(2) |
که در این معادله؛ Cn برابر با غلظت اندازه گیری شده عنصر در نمونه و Bn برابر با غلظت زمینه ای همان عنصر در پوسته زمین است. ضریب 5/1 نیز برای کمینه کردن تغییرات احتمالی در غلظتهای زمینه ای ناشی از فعالیت های زمین شناسی اعمال می شود. با توجه به فرمول (2) هفت سطح برای بیان میزان شدت آلودگی در نظر گرفته می شود که از سطح غیر آلوده تا آلودگی بسیار شدید طبقه بندی می گردد که در جدول 2 ارائه شده است.
جدول 2- فاکتور غنی شدگی و شاخص زمین انباشت آلودگی سرب نمونههای گرد و غبار Table 2. Enrichment factor and Geo-Accumulation Index of lead contamination of dust samples |
|||
شاخص غنی شدگی |
شاخص زمین انباشت |
||
فاکتور غنی شدگی |
میزان غنی شدگی و رنگ شاخص |
فاکتور زمین انباشت |
میزان زمین انباشت |
2 > EF |
کم |
0 ≥ X |
غیرآلوده |
5 > EF ≥ 2 |
متوسط |
1 > X > 0 |
غیرآلوده تا آلودگی متوسط |
20 > EF ≥ 5 |
قابل توجه |
2 > X > 1 |
آلودگی متوسط |
40 > EF ≥ 20 |
خیلی زیاد |
3 > X > 2 |
آلودگی متوسط تا شدید |
40 ≤ EF |
به شدت زیاد |
4 > X > 3 |
آلودگی شدید |
|
|
5 > X > 4 |
آلودگی شدید تا بسیار شدید |
|
|
X > 5 |
آلودگی بسیار شدید |
بحث و نتیجه گیری
در جدول 3 میانگین و انحراف معیار و مقایسه میزان مقادیر سرب در داخل و خارج ساختمان در فصل سرد شهر کرج آورده شده است. براساس یافتههای بدست آمده از این مطالعه بیشترین میزان سرب در داخل و خارج ساختمان به ترتیب برابر با 73/858 و 28/446 میکرو گرم بر گرم اندازه گیری شد. نتایح آزمون تی به منظور مقایسه میزان سرب در داخل و خارج ساختمان در جدول 2 نشان داد که در بیشتر ایستگاهها بین میزان این آلاینده در داخل و خارج ساختمان اختلاف معنی دار مشاهده شد، در بعضی از ایستگاهها میزان سرب داخل و در بعضی از ایستگاهها در خارج ساختمان میزان این عنصر بیشتر اندازه گیری گردید.
جدول 3- میانگین ± انحراف معیار و مقایسه مقادیر سرب در داخل و خارج ساختمان Table 3. Mean ± standard deviation and comparison of lead levels indoor and outdoor of the building |
||
کد ایستگاه |
داخل ساختمان |
بیرون ساختمان |
S-1 |
65/1 ± b23/38 |
39/9 ± a66/78 |
S-2 |
04/0 ± a 52/71 |
04/0 ± b 37/30 |
S-3 |
07/5 ± a 94/127 |
43/0 ± b 60/47 |
S-4 |
14/0 ± a 68/21 |
14/1 ± a 85/19 |
S-5 |
47/0 ± b 03/30 |
40/8 ± a 58/51 |
S-6 |
13/4 ± a 25/110 |
72/2 ± b 68/34 |
S-7 |
51/1 ± a 68/39 |
81/1 ± b 16/28 |
S-8 |
10/104 ± a 80/602 |
81/15 ± b 28/446 |
S-9 |
60/45 ± a 73/858 |
24/1 ± b 97/39 |
S-10 |
90/15 ± a 22/200 |
27/5 ± b 89/57 |
S-11 |
74/6 ± a 32/118 |
81/8 ± b 55/95 |
S-12 |
47/29 ± b 69/91 |
41/1 ± a 36/110 |
S-13 |
85/12 ± b 95/112 |
58/4 ± a 19/148 |
S-14 |
10/40 ± b 88/135 |
33/46 ± a 69/275 |
S-15 |
44/1 ± b 10/96 |
24/167 ± a 25/395 |
S-16 |
52/24 ± a 18/73 |
05/0 ± b 64/37 |
S-17 |
72/10 ± a 13/268 |
35/25 ± b 54/146 |
S-18 |
62/5 ± b 63/42 |
98/9 ± a 40/99 |
S-19 |
02/2 ± b 13/26 |
81/0 ± a 95/58 |
S-20 |
34/9 ± a 68/162 |
90/4 ± b39/103 |
S-21 |
51/66 ± a 10/290 |
26/26 ± b 30/153 |
S-22 |
02/27 ± a 50/235 |
25/2 ± b 00/97 |
S-23 |
46/4 ± b 75/138 |
01/2 ± a 33/173 |
حروف مشابه و حروف متضاد در هر ردیف به ترتیب نشان دهنده عدم اختلاف معنی دار و وجود اختلاف معنی دار |
نتایج میزان سرب در گرد و غبار ریزشی در ایستگاههای مختلف در جدول 3 نشان می دهد در تمام ایستگاههای مورد مطالعه در داخل و خارج ساختمان مقادیر قابل توجهی از این عنصر زنوبیوتیک اندازه گیری شده است که دلیل آن می تواند به تمایل این فلز سنگین و سمی به تجمع در ذرات ریزتر خاک (رس و سیلت) مربوط باشد. به این صورت که این عنصر به صورت هوابرد تغلیظ یافته و با حجم ترافیک ارتباط مستقیم دارد و ناشی از فرایند سوختن در موتور خودروهاست (26). همچنین آلودگی هوا در محیط داخلی با فلزات سنگین ممکن است از بسیاری از منابع نشات گرفته شود، یکی از مهمترین منابع فلزات سنگین انتشار از وسایل نقلیه است. منابع دیگر ممکن است از نفوذ آلایندهها فضای بیرون ساختمان به داخل ساختمان، به عنوان مثال، گرد و غبار، خاک، محصولات حاصی احتراق سوخت، سیگار کشیدن و مصالح ساختمانی حاصل شود (29). حسینی نژاد و همکاران بیان کردند که بالا بودن سرب در گرد و غبار شهری از منابعی نظیر بنزین سرب دار، روغن های مکمل و و ساییدگی لاستیک حاصل می شود (35). با این وجود در گذشـته یکی از منابع اصلی انتشـار سرب در اتمسـفر مصـرف بنـزین دارای سـرب بـه عنوان سوخت غالب وسایل نقلیه بود اما در حال حاضر بنزین سربدار در کرج و دیگر کلانهشرهای کشور استفاده نمی شود. با این حال کاربرد ترکیبات حاوی سرب ماننـد روغـن های روان کننده در موتور خودروها، فرسـایش لنـت ترمزهـا و سرب ناشی از وزنههای سربی چرخهـا کـه در هنگـام بـالانس چرخهای خودرو استفاده میگردند، را میتوان از منابع اصـلی آلودگی گرد و غبار خیابانی بـه سـرب مطـرح نمـود. در همین ارتباط لازم به توضیح اسـت کـه فرسـایش وزنـه هـای سربی بالانس چرخ های وسایل نقلیه موتوری به عنوان یکی از منابع مهم انتشار سرب در خیابانهای قارهی اروپا مطـرح شـده است و از سال 2005 میلادی مصرف آن برای وسـایل نقلیـهی جدید ممنوع شده است (36).
بعلاوه، براساس نتایج بدست آمده از آزمون تی مقایسه بین میزان سرب در داخل و خارج ساختمان در ایستگاههای مختلف، همانطور که بیان شد در بعضی از ایستگاهها میزان سرب داخل ساختمان و در بعضی از ایستگاهها در خارج ساختمان بیشتر میباشد، که دلیل آن می تواند به علت وجود منابع مختلف انتشار این آلاینده در داخل و خارج ساختمان باشد (30). اما در مطالعه حاضر به طورکلی میزان سرب در گرد و غبار داخل ساختمان در بیشتر ایستگاههای مورد مطالعه بالاتر از خارج از ساختمان اندازه گیری گردید. Pekey و همکاران در شهر کوچائی ترکیه به بررسی میزان فلزات در ذرات معلق PM10/PM2.5 در ساختمانهای مسکونی، اداری و صنعتی وRashed در شهر اسوان مصر در مطالعه ای به بررسی غلظت کل و قابل استخراج فلزات سنگین در داخل و خارج ساختمان و گرد و غبار خیابانی، مانند مطالعه حاضر پرداختند، نتایج آن ها نیز مانند مطالعه حاضر نشان داد که بین میزان فلز سرب در ذرات گرد و غبار داخل و خارج ساختمان تفاوت معنی دار وجود دارد (31).
نتایج آزمون آنالیز واریانس یک طرفه برای مقایسه میزان سرب در ایستگاههای مختلف مورد مطالعه در شکلهای 2 و 3 نشان داد که بین ایستگاه مختلف از لحاظ میزان سرب اختلاف معنادار وجود دارد. در شکلهای 4 و 5، نقشه پراکنش مکانی میزان سرب در ایستگاههای مختلف در داخل و خارج ساختمان آورده شده است. نتایج نشان میدهد میزان سرب اندازه گیری شده در داخل و خارج ساختمان در ایستگاههای مختلف، در ایستگاههای نزدیک مناطق با بارترافیکی بالاتر میزان سرب بیشتری در ذرات گرد و غبار جمع آوری شده اندازهگیری شده است. می توان براساس نتایج از ایستگاه های مختلف بیان کرد میزان این فلز در مرکز شهر نسبت سایر نقاط شهر در داخل و خارج ساختمان می تواند به دو دلیل زمین زاد و انسان زاد (حمل و نقل، فعالیت های صنعتی، دود سیگار و ...) باشد همچنین در محدوده مرکزی شهر به دلیل وجود شرایط طبیعی و وجود درختها و ساختمان های بلندتر باعث به تله افتادن ذرات معلق آلوده به فلزات سنگین در برخورد با این موانع باشد (25,32). محمودی در بررسی گرد و غبار اتمسفری اصفهان، مهم ترین منابع تولید فلزات بخصوص سرب را آلودگی حاصل از وسایل نقلیه و مرتبط با ترافیک گزارش کرد (33). جعفری (34) در بررسی گرد و غبار اتمسفری کرمان بیان نمود که فلزات سرب، روی و مس عمدتاً از منابع صنعتی و ترافیکی مشتق شده اند.
شکل 2- مقایسه بین میزان سرب در ایستگاه های مختلف در داخل ساختمان Figure 2. Comparison between lead levels at different stations of indoor the building |
شکل 3- مقایسه بین میزان سرب در ایستگاه های مختلف در خارج ساختمان Figure 3. Comparison between lead levels at different stations of outdoor the building |
شکل 4- نقشه پراکنش مکانی مقایسه بین میزان سرب در ایستگاه های مختلف در داخل ساختمان Figure 4. Spatial distribution map of comparison between lead levels at different stations of indoor the building |
شکل 4- نقشه پراکنش مکانی مقایسه بین میزان سرب در ایستگاه های مختلف در خارج ساختمان Figure 4. Spatial distribution map of comparison between lead levels at different stations of outdoor the building |
فاکتور غنی شدگی و فاکتور زمین انباشت برای عنصر سرب در تمام نمونههای جمع آوری شده محاسبه شد که مقادیر آنها درجدول 4 ارائه شده است. براساس نتایج به دست آمده در جدول 4، مقادیر فاکتور غنی شدگی (EF) برای نمونه های داخل و خارج ساختمان نشان می دهد به ترتیب بین سرب بین 16/2 تا 88/123 و بین 65/2 تا 82/59 بدست آمد، که این نتایج نشان می دهد میزان فاکتور غنی شدگی در تمام ایستگاهها بین متوسط تا به شدت زیاد اندازه گیری شد. نتایج شاخص زمین انباشت برای نمونه های داخل و خارج ساختمان نشان می دهد در داخل ساختمان بین غیرآلوده و آلودگی متوسط تا آلودگی بسیار شدید محاسبه شد و در خارج ساختمان بین غیرآلوده (ایستگاه 4) و آلودگی شدید تا بسیار شدید به دست آمد. براساس نتایج این شاخصها در مناطق با بار ترافیکی بالا میزان این شاخص ها به سمت آلودگی شدید می رود. براساس شاخص غنیشدگی منشأ این عنصر در بیشتر ایستگاهها دارای منشأ انسانی می باشد.
جدول 4- مقادیر فاکتور غنی شدگی (EF) و شاخص زمین انباشت (Igo) برای نمونه های داخل و خارج ساختمان Table 4. Amounts of Enrichment factor and Geo-Accumulation Index of lead contamination of indoor/outdoor dust samples |
||||
ایستگاه |
شاخص زمین انباشت (Igo) |
فاکتور غنی شدگی (EF) |
||
ایستگاه |
داخل |
بیرون |
داخل |
بیرون |
S-1 |
0.86 |
1.91 |
6.33 |
11.23 |
S-2 |
1.77 |
0.53 |
11.85 |
4.34 |
S-3 |
2.61 |
1.18 |
12.77 |
6.36 |
S-4 |
0.05 |
-0.08 |
2.16 |
2.65 |
S-5 |
0.52 |
1.30 |
7.59 |
6.29 |
S-6 |
2.39 |
0.72 |
27.87 |
4.23 |
S-7 |
0.92 |
0.42 |
7.13 |
3.78 |
S-8 |
4.84 |
4.41 |
108.31 |
59.82 |
S-9 |
5.35 |
0.93 |
123.88 |
5.25 |
S-10 |
3.25 |
1.46 |
28.88 |
7.60 |
S-11 |
2.49 |
2.19 |
17.94 |
13.53 |
S-12 |
2.13 |
2.39 |
13.90 |
15.63 |
S-13 |
2.43 |
2.82 |
16.82 |
23.49 |
S-14 |
2.69 |
3.71 |
20.24 |
43.69 |
S-15 |
2.19 |
4.23 |
6.83 |
31.51 |
S-16 |
1.80 |
0.84 |
5.20 |
3.00 |
S-17 |
3.67 |
2.80 |
40.64 |
24.81 |
S-18 |
1.02 |
2.24 |
6.46 |
16.83 |
S-19 |
0.32 |
1.49 |
5.13 |
8.58 |
S-20 |
2.95 |
2.30 |
31.95 |
15.04 |
S-21 |
3.79 |
2.87 |
40.42 |
21.71 |
S-22 |
3.49 |
2.21 |
32.81 |
13.74 |
S-23 |
2.72 |
3.05 |
28.50 |
29.54 |
تجزیه و تحلیل شیمیایی نمونههای گرد و غبار داخل و خارج ساختمان در کلانشهر کرج در این مطالعه، پراکنش مکانی میزان فلز سنگین سرب در ایستگاه های مختلف در منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد بیشترین میزان سرب در داخل و خارج ساختمان به ترتیب برابر با 73/858 و 28/446 میکرو گرم بر گرم اندازه گیری شده است. همچنین براساس نتایج شاخصهای غنی شدگی و زمین انیاشت در مناطق با بار ترافیکی بالا میزان این شاخص ها به سمت آلودگی شدید می رود. براساس شاخص غنیشدگی منشأ این عنصر در بیشتر ایستگاهها دارای منشأ انسانی می باشد. به علاوه نتایج نشان می دهد در مناطق با بار ترافیکی بالاتر میزان سرب در نمونه های گرد و غبار جمع آوری شده در داخل و خارج ساختمان بیشتر از سایر ایستگاه های اندازه گیری شد، که این امر میتواند در مدیریت حمل و نقل شهری به منظور برنامه ریزی جهت کاهش ترافیک و در نتیجه کاهش میان سرب و دیگر آلاینده های موثر باشد.
References
[1]- دانشجوی دکتری رشته محیط زیست دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
[2]- استاد دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست ، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3- دانشیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4- استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
[5]- PhD student of Environmental Science and Research Branch of Islamic Azad University, Tehran.
[6]- Professor, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. *(Corresponding Author)
3- Associate Professor, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
4-Assistant Professor, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.