تعیین غلظت برخی فلزات سنگین ( سرب ، کادمیوم ، آرسنیک ) در آب، رسوبات و پوشش گیاهی رودخانه کشف رود(مشهد)

فهرست مطالب

مقدمه و کلیات

1-1 مقدمه                                           2

1-1-1 مقدمه و اهمیت موضوع                           2

1-1-2 اهداف تحقیق                                   6

1-2 کلیات                                           7

1-2-1 اهمیت و تاریخچه منطقه مطالعاتی                7

1-2-2 اهمیت رودخانه ها و جوامع رودخانه ای           7

1-2-3 عوامل تخریب جوامع رودخانه ای و راههای جلوگیری از آن    9

1-2-4 آلودگی رسوبات                                 10

1-3 اهمیت بررسی استانداردهای جهانی                  12

1-3-1 شاخص کیفی رسوب SGO                                                                            12

1-3-2 شاخص تجمع ژئوشیمیایی                          12

1-3-3 فاکتور تجمع EF                                12

1-4 اهمیت گیاه پالایی                                13

1-4-1 گز                                            15

1-4-2 بیماری ها و آسیب های گیاه گز                  16

1-5 فلزات سنگین و محیط زیست                         18

1-6 منابع و اثرات فلزات سنگین سرب، کادمیوم و آرسنیک 20

1-6-1 سرب                                           20

1-6-2 کادمیوم                                       22

1-6-3 آرسنیک                                        24

مروری بر منابع

2-1 پیشینه تحقیق در ایران و جهان                    29

2-1-1 در ایران                                      29

2-1-2 در خارج از ایران                              35

مواد و روش ها

3-1 موقعیت جغرافیایی و تعیین ایستگاه های نمونه برداری در منطقة مورد مطالعه                                              42

3-2 نمونه برداری                                    44

3-2-1 نمونة آب                                      44

3-2-2 نمونة رسوب                                    44

3-2-3 نمونة پوشش گیاهی                              44

3-3 مواد و وسایل مورد استفاده                       46

3-4 آماده سازی نمونه ها                             47

3-4-1 روش تعیین غلظت کل فلزات در نمونه رسوب         47

3-4-2 تعیین غلظت فلزات سنگین در نمونة آب            48

3-4-3 تعیین غلظت فلزات سنگین در نمونة گیاه          48

3-5 تعیین درصد مواد آلی                             49

3-5-1 تعیین درصد مواد آلی (کوره)                    49

3-5-2 اندازه گیری مواد آلی خاک به روش والکی بلک     49

3-6 تعیین اسیدیته و هدایت الکتریکی رسوبات           51

3-7 فاکتور آلودگی (CF)                              51

3-8 درجه آلودگی رسوبات (Cd)                         52

3-9 شاخص بار آلودگی (PLI)                            54

3-10 شاخص شدت آلودگی در رسوبات (IPOLL)               54

3-11 فاکتور تجمع (EF)                               55

3-12 تعیین واحد سمیت و مقایسه با استانداردهای جهانی 56

3-13 شاخص فلزی (MI)                                 57

3-14 شاخص آلودگی فلزات سنگین (HPI)                  57

3-15 ضریب غنی شدگی (EC)                             58

3-16 تجزیه و تحلیل آماری داده ها                    58

نتایج و بحث

4-1 یافته ها                                        60

4-1-1 غلظت کلی فلزات سنگین در آب                    60

4-1-2 مقادیر آرسنیک در نمونه آب ایستگاه های مختلف نمونه برداری    61

4-1-3 مقادیر کادمیوم در نمونه آب ایستگاه های مختلف نمونه برداری   62

4-1-4 مقادیر سرب در نمونه آب ایستگاه های مختلف نمونه برداری  63

4-1-5 غلظت کلی فلزات سنگین در رسوبات                64

4-1-6 مقادیر آرسنیک در نمونه رسوب ایستگاه های مختلف نمونه برداری  65

4-1-7 مقادیر سرب در نمونه رسوب ایستگاه های مختلف نمونه برداری 66

4-1-8 مقادیر کادمیوم در نمونه رسوب ایستگاه های مختلف نمونه برداری 67

4-1-9 غلظت کلی فلزات سنگین در گیاه گز               68

4-1-10 مقادیر آرسنیک در نمونه های گز ایستگاه های مختلف نمونه برداری                                                    69

4-1-11 مقادیر سرب در نمونه های گز ایستگاه های مختلف نمونه برداری  70

4-1-12 مقادیر کادمیوم در نمونه های گز ایستگاه های مختلف نمونه برداری                                                    71

4-1-13 آنالیز pH، هدایت الکتریکی و مواد آلی رسوبات رودخانه کشف رود                                                                                                                                              72

4-2 بحث و نتیجه گیری                                73

4-2-1 نتایج مقادیر اسیدیته، مادة آلی و هدایت الکتریکی رسوبات رودخانه کشف رود                                             73

4-2-2 تفسیر ضریب همبستگی بین درصد مواد آلی، اسیدیته، هدایت الکتریکی و غلظت کل                                           73

فلزات سنگین در رسوبات رودخانه کشف رود

4-2-3 مقایسه میزان غلظت کل فلزات سنگین رسوبات با استانداردهای جهانی                                                    75

4-2-4 تجزیه و تحلیل وضعیت آلودگی رسوبات سطحی به فلزات سنگین از طریق شاخص شدت                                            76

 آلودگی رسوبات (IPOLL)

4-2-5 تجزیه و تحلیل آلودگی رسوبات سطحی به فلزات از طریق فاکتور غنی شدگی (EF)                                           78

4-2-6 تعیینواحدسمیت (TUI)                           79

4-2-7  فاکتورآلودگی (CF)                            79

4-2-8 تجزیهوتحلیلوضعیتآلودگیرسوباتسطحیبهفلزاتازطریقدرجهآلودگی 80

رسوبات (Cd)

4-2-9 شاخصبارآلودگی (PLI)                            81

4-2-10 تفسیرضرایبهمبستگیمیانفلزاتسنگیندرآبمنطقهموردمطالعه    82

4-2-11 تفسیرماتریسهمبستگیبیناکسیژنمحلول (DO)،اسیدیتهوغلظتکلفلزات  83

سنگیندرآبرودخانهکشفرود

4-2-12 تفسیرماتریسهمبستگیبینهدایتالکتریکی،جامداتمحلولوغلظتکلفلزات 84

سنگیندرآبرودخانهکشفرود

4-2-13 تعیینشاخصهایآلودگیآبرودخانهکشفرود            84

4-2-14 تفسیرضرایبهمبستگیمیانفلزاتسنگیندرگز          86

4-2-15 تعیینضریبغنیشدگی (EC) درنمونهگزرودخانهکشفرود 86

4-3 نتیجهگیریکلی                                    88

4-4 پیشنهادات                                       90

منابع

فهرست منابع فارسی                                   93

فهرست منابع غیر فارسی                               101

پیوست                                               113

چکیده انگلیسی                                       114

فهرست جداول

جدول 3-1 موقعیتجغرافیاییایستگاههاینمونهبرداریدررودخانهکشفرودمشهد  43

جدول 3-2 دامنهتغییراتفاکتورآلودگی                   51

جدول 3-3 حدودفاکتورآلودگی                           53

جدول 3-4 محدوددرجهآلودگی                            53

جدول 3-5 طبقهبندیکیفیترسوباتبراساسشاخصتجمعژئوشیمیاییکرباسی   55

جدول 3-6 محدودهفاکتورغنیشدگی                        56

جدول 4-1 مقادیراسیدیته،مادةآلیوهدایتالکتریکیرسوباترودخانهکشفرود   72

جدول 4-2 مقایسهمقدارفلزاتسنگین (میلیگرمبرگرموزنخوشک) رسوباتمنطقه  75

موردمطالعهباسایرمطالعاتمشابهصورتگرفته

جدول 4-3 مقایسهغلظتفلزاتسنگین (میلیگرمبرگیلوگرم) دررسوباتمنطقهموردمطالعه                             76

بااستانداردهایمختلف

جدول 4-4 میزانشاخصآلودگیرسوبات (IPOLL) دررسوباترودخانهکشفرود  77

جدول 4-5 نتایجحاصلازفاکتورغنیشدگیدررسوباترودخانهکشفرود    78

جدول 4-6 نتایجحاصلازواحدسمیتدررسوباترودخانهکشفرود    79

جدول 4-7 اندازهگیریفاکتورآلودگی (CF) فلزاتسنگیندررسوباترودخانهکشفرود                                                    80

جدول 4-8 مقادیربدستآمدهازشاخصفلزی                   84

جدول 4-9 مقادیربدستآمدهازشاخصآلودگیفلزاتسنگینHPI    85

جدول 4-10 میزان ضریب غنی شدگی برای گیاه گز رودخانه کشف رود   87

فهرست اشکال

شکل 3-1 موقعیتماهوارهایایستگاههاینمونهبرداریدرطولرودخانهکشفرود    43

شکل 4-1 نمودارمیزانمیانگینکادمیوم،سربوآرسنیکدرایستگاههایموردمطالعهآب                                                    60

رودخانهکشفرود

شکل 4-2 تغییراتمقادیرمیانگینسربدرنمونههایآبرودخانهکشفرود (ppm)   61

شکل 4-3 تغییراتمقادیرمیانگینکادمیومدرنمونههایآبرودخانهکشفرود (ppm)                                                    62

شکل 4-4 تغییراتمقادیرمیانگینآرسنیکدرنمونههایآبرودخانهکشفرود (ppm) 63

شکل 4-5 نمودارمیزانمیانگینکادمیوم،سربوآرسنیکدرایستگاههایموردمطالعهرسوبات 64

رودخانهکشفرود

شکل 4-6 تغییراتمقادیرمیانگینآرسنیکدرنمونههایرسوبرودخانهکشفرود (ppm)                                                    65

شکل 4-7 تغییراتمقادیرمیانگینسربدرنمونههایرسوبرودخانهکشفرود (ppm) 66

شکل 4-8 تغییراتمقادیرمیانگینکادمیومدرنمونههایرسوبرودخانهکشفرود (ppm)                                                    67

شکل 4-9 نمودارمیزانمیانگینکادمیوم،سربوآرسنیکدرایستگاههایموردمطالعهگیاه   68

گزرودخانهکشفرود

شکل 4-10 تغییراتمقادیرمیانگینآرسنیکدرنمونههایرسوبرودخانهکشفرود (ppm)                                                    69

شکل 4-11 تغییراتمقادیرمیانگینسربدرنمونههایگزرودخانهکشفرود (ppm)   70

شکل 4-12 تغییراتمقادیرمیانگینکادمیومدرنمونههایگزرودخانهکشفرود (ppm)                                                    71

شکل 4-13مقادیردرجهآلودگیرسوبات (Cd) دررسوباتایستگاههاینمونهبرداریرودخانه                81

کشفرود

شکل 4-14مقادیرشاخصبارآلودگی (PLI) دررسوباتایستگاههاینمونهبرداریرودخانهکشفرود             82

نمودار 4-15مقادیربدستآمدهازشاخصفلزیدررودخانهکشفرودمشهد   85

نمودار 4-16مقادیرشاخصآلودگیفلزاتسنگیندررودخانهکشفرودمشهد 86

فهرست پیوست

پیوست-1 ضریبهمبستگیعناصرموردبررسی،هدایتالکتریکی،اسیدیتهوموادآلیدررسوب                                                    113

رودخانهکشفرودمشهد

پیوست-2 ضریبهمبستگیعناصرموردبررسی،اکسیژنمحلول،هدایتالکتریکی،اسیدیته                                                    113

وTDSدرآبرودخانهکشفرودمشهد

پیوست 3 ضریبهمبستگیعناصرموردبررسیدرگیاهگزرودخانهکشفرودمشهد   113