پايان نامه پهنه بندي آلودگي فلزات سنگين روي و كادميوم در حوضه درياچه

مقدمه

افزايش فعاليتهاي صنعتي توأم با توليد آلاينده ها از جمله فلزات سنگين يكي از مشكلات جدي در حال گسترش پيش روي انسان عصر حاضر است. فلزات سنگين از نظر شيميايي به فلزاتي با جرم اتمي و چگالي زياد نسبت داده مي شود.  برخي از اين فلزات مانند كبالت، مس، آهن، منگنز، موليبدن، نيكل و روي از عناصر ضروري براي رشد و متابوليسم طبيعي گياهان بوده و در صورت افزايش غلظت به مقادير بالاي بهينه به راحتي مي توانند منجر به مسموميت شوند. ديگر فلزات سنگين از قبيل آرسنيك، كادميوم، جيوه، سرب يا سلنيم براي گياه ضروري نمي باشند (راسكيو، 2011). فلزات سنگين در حوزه هاي علمي مختلف داراي تعاريف مشخصي است. بطور مثال، درسنگ شناسي به فلزاتي اين واژه اطلاق مي گردد كه با دي تيزون واكنش مي دهند و به مفاهيمي چون سميت و حضور پايدار در محيط زيست نيز استناد دارد (U EPA). در فرآيند ميزان فلزات در اعضاي بالاتر در زنجيره غذايي مي تواند تا چندين برابر آنهايي كه در آب يا هوا يافت مي شوند، برسد و در نتيجه تهديدي بر سلامتي گياهان و جانوراني كه از اين مواد غذايي استفاده مي كنند، محسوب مي شود ( توكلي محمدي، 1390).

1-2 بيان مسأله

تأمين امنيت غذايي سالم جمعيت در حال رشد جهان با توجه به محدود بودن منابع زمين، به نحوي كه كمترين تخريب بر محيط زيست آن بگذارد، يكي از امورات مهم به شمار مي آيد. افزايش فعاليتهاي صنعتي توأم با توليد آلاينده ها از جمله فلزات سنگين يكي از مشكلات جدي در حال گسترش پيش روي انسان عصر حاضر است (ترابيان، 1381). خاك يكي از منابع مهم وارزشمند طبيعت است. خاك، خاستگاه هستي وميراث بشر براي آيندگان است  بدون داشتن خاك سالم حيات و زندگي روي زمين امكان پذير نخواهد بود.95% غذاي انسان از زمين حاصل مي شود. برنامه ريزي براي داشتن خاكي سالم و توليد كننده لازمه بقاي انسان است ورود مواد، موجودات زنده يا انرژي به درون خاك سبب تغيير كيفيت خاك مي شود. در طي فرآيند هاي شيميايي، مواد معدني و آلي دچار تجزيه وتغيير مي شوند و در ضمن فرايند هاي فيزيكي، مواد حاصل  جا به جا شده و افقهاي مختلف خاك را بوجود مي آورند. خاك مخلوط پيچيده اي از مواد معدني، آلي، هوا و موجودات زنده است. خاك يكي از محصولات محيط است كه دايما در معرض تغيير و تحول قرار دارد. خاك هميشه و در همه حال در مناطق خشك به آهستگي و يا در مناطق مرطوب سريع توسعه مي يابد (ريان، 1383). آلودگي خاك بر اثر فعاليت هاي مختلف صنعتي، توليدي ايجاد مي شود.اين موارد وارد كننده آلودگي به محيط زيست را مي توان بصورت زير دسته بندي كرد: صنايع و كارخانجات، منابع خانگي و توليدي، منابع كشاورزي، وسايل نقليه موتوري و ساختمان سازي و جاده سازي (موحدي راد، 1385). بسياري از فلزات سنگين بخصوص  روي و كادميوم در مقادير كم در خاك وآب يافت مي شوند. اين عناصر كمياب در نتيجه هواديدگي سنگها بطور طبيعي وارد محيط مي شوند. آنها مي توانند شسته شده و به آبهاي سطحي يا زير زميني وارد شوند ويا توسط گياهان جذب شوند، آنها مي توانند به شكل گاز وارد اتمسفر شوند يا با اجزاي خاك مثل رس يا ماده آلي پيوند برقرار كنند.رفتار فلزات سنگين در خاك از اين لحاظ كه مي توانند سبب آلودگي آبهاي زير زميني وسطحي شده و همچنين مي توانند وارد زنجيره غذايي شوند، مهم است (نوروزي، 1385). فلزات سنگين به دليل غير قابل تجزيه بودن و اثرات فيزيولوژيكي كه بر موجودات زنده دارند، از اهميت خاصي برخوردارند. اين فلزات از طريق آب، هوا و خاك به واسطه­ي منابع مختلف طبيعي و مصنوعي به چرخه طبيعت وارد شده و اثرات كوتاه مدت و بلند مدت خطرناكي در آنها ايجاد مي كنند (توكلي محمدي، 1390). اين عناصر به دليل تحرك كم به مرور در خاك انباشته مي شوند و در نهايت باعث ورود آن ها به چرخه­ي غذايي و تهديد سلامت انسان و ساير موجودات مي شوند (دياني، 1388). عناصر سنگين از منابع مختلفي مي باشند ممكن است در نهايت به خاك سطحي برسند و سرنوشت بعدي آنها به خصوصيات فيزيك و شيميايي آنها و خاك بستگي دارد. متغيرهاي اصلي خاك كه در تحرك آلاينده ها دخالت دارند عبارتند از: پتانسيل اكسيداسيون واحيا، ماده آلي، كاني رسي و كربناتها ونمك (پروبست، 2005). همچنين زمين آمار شاخه اي از علم آمار است كه در آن مختصات داده ها مربوط به جامعه تحت بررسي و به تبع آن ساختار فضايي داده هاي مربوطه، مورد مطالعه قرار مي گيرد. برتري اين شاخه از آمار نسبت به شعبه كلاسيك آن فراشمولي آن است. اساس اين شاخه از آمار بر تعريف وتوسعه روابط متغير ناحيه اي بنا گرديده است. در بسياري از روش هاي متداول آمار كلاسيك مانند تجزيه و تحليل واريانس، موقعيت جغرافيايي و مكاني نمونه هاي محيطي، علاوه بر مقادير تعيين شده خصوصيات مورد نظر مي بايستي موقعيت جغرافيايي مشاهدات نيز بطور همزمان در نظر گرفته شود (حسني، 1389). بنابراين براي نيل به اهداف توسعه پايدار جمع آوري اطلاعات پايه زيست محيطي براي منابع حياتي از جمله خاك ضروري است. درياچه نئور به عنوان يكي از مخازن مهم ذخيره ي آب كشاورزي از اهميت زيادي برخوردار است و در طول چند سال اخير تغييرات زيادي بر روي كيفيت آب آن انجام گرفته است. در اين پژوهش تغييرات مكاني و پهنه اي غلظت اين عناصر از آب داخل درياچه خاك اطراف آن به منظور ارزيابي ميزان آلودگي بررسي شد.

سؤالات تحقيق

1. تغييرات مكاني غلظت فلزات كادميوم و روي آب، خاك و گياه در حريم درياچه نئور با اندازه گيري آزمايشگاهي وتحليل آماري داراي چه روندي مي باشد؟

1-4 فرضيه هاي تحقيق

1)           فرض مي شود، رابطه اي بين كادميوم و روي در خاك هاي مختلف، و خصوصيات خاك بصورت نظري وجود داشته باشد.

2)                 مقدار آلودگي فلزات سنگين كادميوم و روي در فواصل مختلف از درياچه تغيير مي كند.

3)                 مي توان با استفاده از روش زمين آمار روند تغييرات و انباشت فلزات روي و كادميوم را در آب و خاك درياچه نئورمورد مطالعه نمود

4)                 مقادير كادميوم و روي در خاك اطراف درياچه نئور بالاتر از حد استاندارد است.

5)                 مقادير كادميوم و روي در آب درياچه نئور بالاتر از حد استاندارد است.

1-5 اهداف تحقيق

1)                 تعيين مقادير فلزات كادميوم و روي در خاك و آب اطراف درياچه نئور شهر اردبيل

2)                 بررسي تغييرات ميزان آلودگي كادميوم و روي در بازه ي زماني ده ساله درياچه نئور به منظور بررسي روند افزايش يا كاهش آلودگي

3)                 بررسي تغييرات آلودگي فلزات كادميوم و روي در فواصل حريم درياچه

4)                 ايجاد رابطه مدل هاي تجربي براي پيش گويي غلظت كادميوم و روي در درياچه نئور از آزمايشگاه اندازه گيري طيفي و آناليز شيميايي استفاده مي شود.

بررسي تغييرات فلزات كادميوم و روي در رسوبات آبراهه ها و مناطق مورفولوژي حوضه