غلظت عناصر بالقوه سمي و پذيرفتاري مغناطيسي در خاك و گردوغبار شهري اصفهان و استفاده از پوست درختان به عنوان زيست پايشگر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مديريت منابع خاك

دكتري

پژوهش حاضر با هدف بررسي ارتباط همزمان ويژگي‌هاي مغناطيسي و ژئوشيميايي در سه جزء خاك شهري، گردوغبار خياباني و پوست درختان طراحي شده است. نمونه‌برداري در 32 موقعيت شهري در فصل تابستان (تير ماه) و در اصفهان انجام شد. نمونه‌هاي خاك شهري از دو عمق 20-0 سانتي‌متر (110 نمونه) و 80-60 سانتي‌متر (32 نمونه)، نمونه‌هاي گردوغبار خياباني (32 نمونه مركب) و نمونه‌هاي پوست درخت از چهار گونه چنار، نارون، كاج و توت (به تفكيك شسته‌شده و شسته‌نشده) جمع‌آوري گرديد. ويژگي¬هاي شيميايي شامل pH، EC، كربن آلي و كربنات كلسيم معادل در نمونه هاي خاك و گردوغبار خياباني اندازه‌گيري شد. غلظت عناصر بالقوه سمي (آهن، منگنز، مس، روي، سرب، نيكل و كبالت) در تمام نمونه ها پس از عصاره¬گيري با دستگاه جذب اتمي تعيين گرديد. ويژگي‌هاي مغناطيسي شامل پذيرفتاري مغناطيسي در فركانس هاي پايين و بالا با استفاده از دستگاه بارتينگتون MS2 اندازه‌گيري شد. ريخت‌شناسي و تركيب عنصري نمونه هاي پوست درختان با ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به طيف‌سنجي EDX مدل Philips XL30 بررسي گرديد. شاخص‌هاي ارزيابي آلودگي شامل فاكتور غني‌شدگي، شاخص زمين‌انباشت و فاكتور آلودگي محاسبه و تحليل‌هاي آماري با آزمون‌هاي من-ويتني يو و دي-آگوستينو انجام شد. نتايج حاصل از بررسي خاك¬هاي شهري نشان داد كه خاك سطحي اصفهان تحت تأثير مستقيم فعاليت‌هاي انساني قرار داشته و عناصر روي، مس و سرب به طور معني‌داري در لايه سطحي متمركز شده‌اند، در حالي كه عناصر آهن، منگنز، كبالت و نيكل الگوي عمقي يكنواختي داشته و عمدتاً منشأ زمين‌زاد دارند. ميانگين پذيرفتاري مغناطيسي خاك سطحي به طور معني‌داري بيشتر از خاك عمقي بود و همبستگي مثبت و نسبتاً قوي با عناصر سرب، روي و مس نشان داد. گردوغبار خياباني بالاترين سطح آلودگي را در ميان سه جزء مورد مطالعه به خود اختصاص داد. فاكتور غني‌شدگي محاسبه شده براي روي، سرب و مس بيانگر غني‌شدگي زياد تا بسيار زياد در گردوغبار خياباني بوده و نقش غالب منابع ترافيكي و صنعتي را در آلودگي اين محيط تأييد مي‌كند. همچنين همبستگي مثبت و معني‌داري بين روي و پذيرفتاري مغناطيسي و نيز بين مس و روي در گردوغبار خياباني مشاهده شد كه نشان‌دهنده همراهي اين عناصر با ذرات مغناطيسي ناشي از احتراق و ترافيك است. بررسي غلظت عناصر بالقوه سمي در پوست چهار گونه درختي نشان داد كه پوست درخت نارون بالاترين ميانگين غلظت آهن، روي و سرب را در نمونه‌هاي شسته‌نشده دارا مي‌باشد، در حالي كه پوست درخت توت كمترين توانايي را در جذب آلاينده‌هاي فلزي نشان داد. شستشوي نمونه‌ها كاهش معني‌داري در غلظت تمامي عناصر ايجاد كرد كه حاكي از سهم غالب رسوب ذرات سطحي با منشأ اتمسفري است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي تفاوت‌هاي مورفولوژيك آشكاري را بين گونه‌ها نشان داد. پوست نارون داراي ساختاري بسيار متخلخل با حفره‌هاي شش‌ضلعي عميق و متراكم (مشابه لانه زنبوري) است كه سطح تماس مؤثر را به طور قابل توجهي افزايش داده و امكان جذب ذرات جوي حاوي آلاينده ها را تقويت مي‌كند، در حالي كه پوست توت سطحي نسبتاً صاف و كم‌تخلخل دارد. بيشترين ميانگين پذيرفتاري مغناطيسي در پوست شسته‌نشده مربوط به نارون، سپس كاج، چنار و توت به¬دست آمد. بررسي همبستگي بين غلظت عناصر بالقوه سمي گردوغبار خياباني و پذيرفتاري مغناطيسي پوست درخت، روابط مثبت و معني‌داري را نشان داد كه بيشترين آن مربوط به مس، آهن و سرب بود. پژوهش حاضر به روشني نشان داد كه گردوغبار خياباني فعال‌ترين مخزن آلودگي و خاك سطحي به شدت تحت تأثير ورودي‌هاي انسان‌زاد است، در حالي كه خاك عمقي بازتاب‌دهنده شرايط زمين‌زاد مي‌باشد. در ميان گونه‌هاي درختي مورد مطالعه، پوست درخت نارون به دليل ساختار مورفولوژيك منحصربه‌فرد (تخلخل بسيار بالا، حفره‌هاي عميق شش‌ضلعي و سطح تماس زياد) بالاترين ظرفيت را در جذب و نگهداري ذرات مغناطيسي و عناصر بالقوه سمي دارا مي‌باشد و به عنوان بهترين زيست پايشگر مغناطيسي براي پايش آلودگي در محيط‌هاي شهري همچون اصفهان معرفي مي‌گردد. پذيرفتاري مغناطيسي پوست نارون به عنوان شاخصي سريع، ارزان و غيرمخرب مي‌تواند در برنامه‌هاي پايش مستمر آلودگي و طراحي فضاي سبز شهري مورد استفاده قرار گيرد. بر اساس يافته‌هاي اين پژوهش، استقرار سيستم‌هاي پايش زيست‌مغناطيسي مبتني بر پوست درخت نارون، همراه با مديريت هدفمند منابع آلاينده ترافيكي و صنعتي، راهكاري كارآمد و مقرون‌به‌صرفه براي كاهش مخاطرات زيست‌محيطي و بهداشتي ناشي از عناصر بالقوه سمي در كلان‌شهرهاي صنعتي ايران ارائه مي‌دهد.

238016

منابع خاك و ارزيابي اراضي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان