فلزات سنگین در کرانه‌های یک جزیره ایرانی

تین نیوز | ورود فلزات سنگین به داخل محیط‌های دریایی توسط صنایع مختلف خطرات بهداشتی و زیست محیطی فراوانی را به دنبال دارد. لذا مطالعه و بررسی میزان این آلاینده‌ها امری مهم و ضروری است. در این مطالعه پس از کسب اطلاعاتی در زمینه موقعیت منطقه شمال جزیره قشم، هواشناسی و هیدرولوژی منطقه، اندازه‌گیری فلزات سنگین (نیکل، کبالت، کروم، وانادیم و کادمیوم) انجام شد. بدین‌منظور پنج‌ایستگاه در منطقه مشخص شد و نمونه برداری با روشهای استاندارد صورت پذیرفت .

نتایج نشان می‌دهند که ایستگاه حرا به دلیل وجود بیشترین میزان فلزات سنگین (2/976841 ppm)، آلوده‌ترین موقعیت را در محدوده مورد نظر به خود اختصاص داده است. همچنین ایستگاه بیسکویی کمترین میزان آلودگی (195620 ppm) را دارد. بیشترین میزان فلز سنگین مربوط به فلز کروم (Cr) و کمترین میزان فلز سنگین مربوط به  فلز کادمیوم (Cd) است. وجود صنایع سنگین، پالایشگاه نفت و گاز، نشت سوخت‌های موجود در لنج‌ها و قایق‌های موتوری و برخی صنایع دیگر به‌عنوان عوامل آلودگی این منطقه مشخص شدند.

بخش عمده عناصرجزیي درطبيعت را فلزات سنگين تشكيل مي‌دهند كه برخي از اين فلزات نظيرآهن از نظر تغذيه داراي ارزش حياتي هستند در حالي‌كه وجود برخي از آنها از قبیل كروم، نیکل، کبالت، وانادیم و کادمیوم در بافت زنده مضر بوده و شناخت آنها از اهميت خاصي برخوردار است . با افزايش جمعيت و توسعه تمدن و پيشرفت صنايع، محیط‌های زیست بيش از پيش در معرض آلودگي‌هاي مختلف قرار گرفته¬اند لذا بررسي دقيق ميزان فلزات سنگين در اکوسیستم بسيار ضروري و حائز اهميت است.

یکی از مهم‌ترین اکوسسیتم‌های طبیعی دریاها و اقیانوس‌ها هستند که بخش اعظم اکوسسیتم زمین را تشکیل داده‌اند. با پیشرفت تکنولوژی و فعالیت‌های انسانی، ورود فلزات سنگین به داخل محیط‌های دریایی افزایش زیادی یافته است كه به عنوان یک خطر جدی برای حیات محیط‌های آبی محسوب می‌شود. فلزات سنگین در یک مقیاس وسیع از منابع طبیعی و تولیدشده به وسیله انسان وارد محیط زیست می‌شوند. میزان ورود این فلزات سنگین به داخل محیط زیست، بسیار فراتر از میزانی است که به وسیله فرایندهای طبیعی برداشت می‌شوند. سیستم‌های آبی به طور طبیعی دریافت کننده  نهایی این فلزات هستند. آلاینده‌هایی که در آب یافت می‌شوند، ناشی از پساب‌های خانگی، تخلیه محصولات شیمیایی، سموم، حشره کش‌ها و علف کش‌ها، تخلیه صنعتی، پساب‌های رادیواکتیو، هیدروکربن‌های نفتی و رنگی می‌باشند .

فلزات سنگین جزء آلاینده‌های غیرقابل تجزیه هستند كه در محیط تجمع می‌یابند و بر زنجیره  غذایی و بیولوژیکی موجودات در آب اثر می‌گذارند. ازدیاد غلظت این مواد روی ماهی‌ها و سایر موجودات آبزی و حتی گیاهان آبزی اثرات سوء دارد . اکوسیستم‌هایی مثل بنادر یا مناطق ساحلی صنعتی که با ورود مزمن افلزات روبرو هستند، دارای بیشترین رسوبات آلوده می‌باشند. این ویژگی‌ها در محیط‌های واجد رسوبات به علت تأثیرات سمی و قابلیت تجمع زیستی فلزات در نمونه های بیولوژیکی موجود در رسوبات، منجر به تأثیرات اكولوژیكی زیاد می‌شوند. فلزات سنگین ابتدا توسط فیتوپلانکتون، باکتری‎ها، قارچ‌ها و ارگانیسم‌های کوچک دیگر جذب می‌شوند. سپس به ترتیب، توسط موجودات بزرگتر خورده شده و عاقبت وارد بدن انسان می‌شوند. فلزات سنگین زمانی که به وسیله انسان مصرف می‌شوند؛ اغلب اثرات قوی و زیانباری را به دنبال دارند .

به‌ دلیل اهمیت و ویژگی‌های منحصر به فرد منطقه شمال قشم و تنوع زیست محیطی آن، مطالعه میزان آلاینده‌های فلزات سنگین  و شناسایی منابع آلودگی در منطقه جهت کنترل میزان ورود آلاینده‌ها به محیط ضروری است. از این¬رو، در این تحقیق، میزان  آلاینده فلزات سنگین در رسوبات منطقه در ایستگاه‌های مختلف مورد مطالعه قرارگرفت و در نهایت منابع آلودگی و اثرات زیست محیطی آن در منطقه ارزیابی شد.

مواد و روش‌ها

منطقه مورد مطالعه

این تحقیق  در سواحل محدوده شمال جزیره قشم انجام شد. بدین منظور تعداد 5 ایستگاه نمونه‌گیری با توجه به ویژگی‌های محیطی و اکوسیستم‌های موجود در محدوده مورد نظر انتخاب شد و در 5 نقطه از هر ایستگاه نمونه‌برداری به عمل آمد. موقعیت جغرافیایی ایستگاه‌های مورد نظر به شرح زیر می‌باشد همچنین موقعیت منطقه مورد مطالعه و ایستگاه‌های مورد نظر در شکل 1 نشان داده شده است.

1- ایستگاه درگهان در مختصات جغرافیایی                       

2- ایستگاه راس الزینبی در مختصات جغرافیایی                 

3- ایستگاه بیسکویی در مختصات جغرافیایی                     

4- ایستگاه جنگلهای حرا در مختصات جغرافیایی                

5- ایستگاه با سعیدو در مختصات جغرافیایی                      

روش تحقیق

نمونه‌برداری از رسوبات در منطقه عملیاتی شمال جزیره قشم در خلیج فارس بعد از تعیین پنج ایستگاه مختلف به کمک دستگاه نمونه بردار گراب (GRAB ) مدل اکمن (EKMAN) و با ابعاد (5/1 × 5/1) در فروردین ماه سال 1391 انجام گرفت. دراین روش، نمونه رسوب برداشته شده توسط گراب را روی یک سطح صاف کرده و به 6 قسمت مساوی تقسیم‌بندی شد و از هر قسمت حدودا 1 تا 2 گرم جدا شد و همه رسوبات جدا شده مجددأً جمع‌آوری گردید سپس نمونه های رسوب جمع‌آوری شده در فویل‌های آلومینیومی نگهداری شده و سپس با عمل فریز درایر (freeze Dry)  منجمد گردید و یرای آماده‌سازی و اندازه‌گیری فلزات سنگین آنها به آزمایشگاه منتقل شد. انحلال رسوبات (هضم کامل) به روش‌های آزمایشگاهی و هضم با دستگاه ماکرویو انجام شد همچنین میزان فلزات سنگین با استفاده از دستگاه جذب اتمی (مدل 240-varianAAS-) و دستگاه پلاسمای جفت شده القایی (ICP-varian-710)انجام شد.

نتایج و بحث

نمونه‌های جمع‌آوری شده از منطقه با دستگاه اسپکترو فتومتر، اندازه گیری گردید و میزان فلزات سنگین کروم (Cr)، نیکل (Ni)، کادمیوم (Cd) وانادیوم (V) کبالت (Co) در نمونه ها به تفکیک نوع فلز و ایستگاه‌های نمونه‌گیری در نمودار شماره 1 ارائه شده است.

نمودار شماره 1 : نمودار مقایسه‌ای میانگین میزان فلزات سنگین (ppm) در 5 ایستگاه اصلی به تفکیک فلزات سنگین و ایستگاه

همانطور که در نمودار 1 مشاهده می‌شود میزان فلزات سنگین در ایستگاه‌های مختلف دارای مقادیر متفاوتی است. بر اساس این نمودار بیشترین میزان فلزات به تفکیک ایستگاه به شرح زیر است :

ـ بیشترین میزان فلز نیکل (Ni) در ایستگاه باسعیدو با مقدار 5/100834 ppm است.

ـ بیشترین میزان فلز کادمیوم (Cd) در ایستگاه بیسکویی با مقدار 84/1145 ppm است.

ـ بیشترین میزان فلز کروم (Cr) در ایستگاه حرا  با مقدار 8/743306 ppm است.

ـ بیشترین میزان فلز کبالت (Co) در ایستگاه باسعیدو با مقدار 36/10456 ppm است.

ـ بیشترین میزان فلز وانادیوم (V) در ایستگاه حرا  با مقدار 117435 ppm است.

جدول شماره1  مجموع کل میزان فلزات سنگین در هر ایستگاه را نشان می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که ایستگاه حرا به دلیل وجود بیشترین میزان فلزات سنگین (2/976841 ppm)، آلوده‌ترین موقعیت را در محدوده مورد نظر به خود اختصاص داده است همچنین ایستگاه بیسکویی کمترین میزان آلودگی (195620 ppm) را دارد.

ایستگاه میزان فلزات سنگین

(ppm)

درگهان 408.3325

باسعیدو 553.0374

راس الزینبی 311.2542

حرا 976.8412

بیسکویی 195.620

جدول شماره 2 میزان آلودگی منطقه شمال قشم را از لحاظ نوع فلزات نشان می‌دهد. مشاهده می‌شود که در محدوده 5 ایستگاه نمونه گیری (شمال قشم) بیشترین میزان فلز سنگین مربوط به فلز کروم (Cr) با مقدار 1392860 ppm و کمترین میزان فلز سنگین مربوط به  فلز کادمیوم (Cd) با مقدار 72/4751 ppm است.

فلز Ni Cd Cr Co V

مقدار ppm 418.2435 4.75172 1392.860 179.4633 449.7668

در ادامه تحقیق تلاش شد تا علل عمده آلودگی در محدوده و یا به دیگر سخن، منابع آلوده کننده محدوده به تفکیک ایستگاه‌ها، مورد بررسی قرار گیرد. لازم به ذکر است که جهت بررسی این علل، مطالعات صورت گرفته به صورت کتابخانه‌ای و اسنادی همچنین مراجعه حضوری و میدانی و مشاهده واقعیات مرتبط به موضوع در منطقه انجام گرفت.

نتایج حاصل از این مطالعات گویای این است که؛ منطقه شمالی قشم دارای صنایع سبک وسنگین اعم از نیروگاه برق، پالایشگاه نفت و گاز ، کشتی‌سازی ، آلومینیوم سازی و صنایع روی و مس وغیره است که همگی کانون‌های تولید آلودگی در شمال جزیره است. 

جریان آلودگی در شمال جزیره از جهت شرق به غرب است. بنابراین این قسمت دهانه ورود آلودگی به درون جنگل‌های حرا است که درجنوب جنگل‌های حرا و پس از اسکله کاوه و اسکله لافت به ترتیب اسکله‌های سهیلی، طبل و با سعیدو قرار دارد که تا غرب کشیده شده است.

همانطور که ذکر شد؛ سواحل شمالی گلی و در برخی مناطق مخلوط شن و گل یا صخره و گل است که در شمال غرب منبع آلودگی چشمگیری وجود ندارد و تنها آلودگی موجود ناشی از نشت سوخت‌های موجود در لنج‌ها و قایق‌های موتوری ماهیگیری  این منطقه است. زیرا اسکله باسعیدو یک اسکله صیادی است و یک کانون کوچک تولید آلودگی در غرب جزیره محسوب می‌شود و به دلیل بازبودن محیط آلودگی در این قسمت پخش می‌شود .

نتیجه گیری

در این تحقیق، میزان آلاینده‌های فلزات سنگین شامل نیکل، کبالت، کروم، وانادیوم و کادمیوم در رسوبات محدوده شمال جزیره قشم در 5 ایستگاه اصلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که ایستگاه حرا به دلیل وجود بیشترین میزان فلزات سنگین (2/976841 ppm)، آلوده ترین موقعیت را در محدوده مورد نظر به خود اختصاص داده است همچنین ایستگاه بیسکویی کمترین میزان آلودگی (195620 ppm) را دارد. بیشترین میزان فلز سنگین مربوط به فلز کروم (Cr) و کمترین میزان فلز سنگین مربوط به  فلز کادمیوم (Cd) است. عوامل ورود فلزات سنگین به آب دریا در این منطقه مورد بررسی قرار گرفت. وجود صنایع سنگین، پالایشگاه نفت و گاز، نشت سوخت‌های موجود در لنج‌ها و قایق‌های موتوری و برخی صنایع دیگر به عنوان عوامل آلودگی مشخص شدند.

فهرست منابع

1- باغداسریان، یاگینیا، 1384. اندازه گیری فلزات سنگین وهیدروکربنهای نفتی درآب ورسوبات منطقه سواحل قشم. دانشگاه آزاداسلامی دانشکده علوم وفنون. پایان نامه کارشناسی ارشد.

2- صلاحی علائی ،زهرا،1357. اندازه گیری فلزات سنگین دربافت درختان حرا ورسوبات بستر. دانشگاه آزاداسلامی دانشکده علوم وفنون. پایان نامه کارشناسی ارشد.

3- عباسی، فرشاد ، 1375. پراکنش فلزات سنگین و سمی دررسوبات سطحی اطراف جزایر قشم، هرمز، لارک وهنگام. دانشگاه آزاداسلامی دانشکده علوم وفنون. پایان نامه کارشناسی ارشد.

4- ـمظاهری، شهرزاد، 1378. بررسی عناصرجیوه، آرسنیک، وانادیم و نیکل در رسوبات بستر، ریشه، ساقه و برگ گیاهان حرا در شمال غربی جزیره قشم. دانشگاه آزاداسلامی دانشکده علوم وفنون. پایان نامه کارشناسی ارشد.

5- Abernathy AR, Larson GL, and Mathews RC ( 1984) Heavy metals in the surficial sediments of Fontana Lake, North Carolina. Water Research 18(3): 351-354.

6- Altaş, L. and Büyükgüngör, H. 2007. Heavy metal pollution in the Black Sea shore and offshore of Turkey. Environmental Geology, 52: 469-476.

7- Bakan, G. and Böke-Özkoç,  H. 2008. An ecological risk assessment of the impact of heavy metals in surface sediments on biota from mid-Black sea coast of Turkey. International Journal of Environmental Studies, 64: 45-57.

8- Choe E., Kim K., Bang S., Yoon I., Lee K. 2009. Qualitative analysis and mapping of heavy metals in an abandoned Au–Ag mine area using NIR spectroscopy. Environmental Geology. Vol. 58. P. 477–482.

9- Liu J., Li Y., Zhang B., Cao J., Cao Z., Domagalski J. 2009. Ecological risk of heavy metals in sediments of the Luan River source water. Ecotoxicology. Vol. 18. P. 748–758. DOI 10.1007/s10646-009-0345-y.

10- Marcovecchio J., Botte S., Freije R. 2006. Heavy Metals, Major Metals, Trace Elements. In: Nollet L. (red.). Handbook of Water Analysis, Second Edition. CRC Press. P. 282–291. DOI: 10.1201/9781420006315.ch11.

11- Mecray E., King J., Appleby P., Hunt S. 2001. Historical trace metal accumulation in the sediments of an urbanized region of the lake Champlain watershed, Burlington,Vermont. Water, Air, and Soil Pollution. Vol. 125. P. 201–230.

12- Vinod K., Singh Kunwar P., Singh Dinesh M. 2005. Status of heavy metals in water and bed sediments of river Gomti – A Tributary of the Ganga river, India. Environmental

13- Monitoring and Assessment. Vol. 105. P. 43–67. DOI: 10.1007/s10661-005-2816-9

* - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آلودگی دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، farnaz_irandoust@yahoo.com

استادیار گروه آلودگی دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال       ****

Sadatipour1960@yahoo.com

*** استاد گروه محیط زیست دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

ghaforian25@yahoo.com