مطالعه شدت آلودگي،ریسک آزادسازی و قابلیت دسترسي بیولوژیكي فلزات رسوبات آبهای شیرین و نواحي ساحلي و تحلیل ارتباط آن با ویژگیهای رسوبات (دانه بندی و ترکیب)

مجری طرح: دکتر راضیه لک 

همکاران: دکتر علی وثوق - دکتر محسن سعیدی 

سال: 1396 

عوامل مختلفی بر برآورد خطر و ریسک آزاد شدن این فلزات از رسوبات مؤثرند از جمله این عوامل دانه بندی، ترکیب شیمیایی، میترالوژی و بافت ذرات رسوبات هستند که نقش مهمی در قابلیت نگه داشت و آزادسازی فلزات در هنگام تغییر شرایط محیطی دارند. با توجه به این موضوع در تحقیق حاضر شدت آلودگی، ریسک آزادسازی و قابلیت دسترسی بیولوژیکی فلزات موجود در اکوسیستم های آب شیرین بررسی شده و ارتباط آن ها با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی رسوبات (دانه بندی و ترکیب) تحلیل شده است. به منظور انجام تحقیق حاضر پس از انجام عملیات نمونه برداری از رسوبات سطحی رودخانه ای (۴۰ ایستگاه از ۱۵ رودخانه)، تالابی (۲ ایستگاه از ۲ تالاب (تالاب های امیرکلایه و بوجاق) و ساحلی (۵ ایستگاه در نوار ساحلی) استان گیلان، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نمونه ها تعیین گردید. با توجه به متفاوت بودن جنس سازندهای زمین شناسی استان گیلان، نمونه های رسوبی رودخانه ای با استفاده از روش خوشه بندی فازی به دو دسته رودخانه های شرقی - مرکزی و غربی تقسیم شدند. نتایج شاخص تجمیعی ریسک اکولوژیک (RI) در اندازه ذرات مختلف رسوبات نشان داد که در رسوبات رودخانه ای در بیشتر ایستگاه های مقادیر حداکثر شاخص ریسک اکولوژیک مربوط به اندازه ذرات ۶۳ تا ۱۲۵ میکرون بوده است. دلیل این امر بالا بودن مقادیر کادمیوم در این اندازه رسوبات می باشد. در رسوبات تالابی این موضوع متفاوت بوده و بیشترین مقادیر این شاخص در ذرات زیر ۳۸ میکرون بوده است. به منظور تعیین ریسک آزادسازی رسوبات، آزمایشات تفکیک شیمیایی بر روی نمونه های منتخب انجام شد و درصد مشارکت فلزات در فازهای مختلف پیوندی قابل مبادله، کربنات ، اکسیدهای آهن و منگنز، آلی و باقیمانده تعیین شد. نتایج نشان داد که در رسوبات رودخانه ای ذرات کوچکتر از ۶۳ میکرون بیشترین درصد مشارکت فلزات با فازهای سست (کربناته و قابل مبادله) مربوط به کادمیوم و در ذرات بزرگتر از ۶۳ میکرون مربوط به سرب و کبالت بوده است. در رسوبات تالابی برای فلزات مس، کروم، کادمیوم، وانادیوم و کبالت حداکثر مشارکت با فازهای سست در ذرات کوچکتر از ۶۳ میکرون و برای نیکل و سرب حداکثر مشارکت در ذرات بزرگتر از ۶۳ میکرون مشاهده گردید. در رسوبات ساحلی مقایسه میزان مشارکت فلزات گوناگون در فازهای سست در اندازه ذرات مختلف نشان داد که از میان تمام فلزات، سرب، نیکل، کادمیوم و کبالت نسبت به دیگر فلزات بیشترین مقادیر را در این دو فاز و در ذرات با اندازه بزرگتر از ۶۳ میکرون داشته است. لذا امکان تحرک بیشتر این فلزات و در نتیجه ریسک آزادسازی آن ها بالا می باشد. در ادامه برای جمع بندی موضوع، از شاخص تجمیعی کد ارزیابی ریسک اصلاح شده ( mRAC ) استفاده گردید. مقادیر کد ارزیابی ریسک اصلاح شده در رسوبات رودخانه ای نشان داد که تعدادی از ایستگاه ها و اندازه ذرات در حد خطر کم تا متوسط قرار داشته و برای بخش زیادی از ایستگاه ها در حد بدون خطر تا خطر کم می باشد. در رسوبات تالابی بالاترین مقدار کد ارزیابی ریسک اصلاح شده مربوط به رسوبات کوچکتر از ۳۸ میکرون تالاب بوجاق بود. ذرات ۶۳ تا ۱۲۵ میکرونی رسوبات ساحلی دارای بیشترین مقدار شاخص کد ارزیابی ریسک اصلاح شده اند. در مرحله بعدی از آزمایشات استخراج تک مرحله ای و با استفاده از EDTA میزان قابلیت دسترسی بیولوژیکی رسوبات دانه بندی شده استفاده گردید. نتایج نشان داد در رسوبات رودخانه ای دانه بندی شده بیشترین مقدار میانگین استخراج شده مربوط به فلز کادمیوم و در اندازه ذرات کوچکتر از ۳۸ میکرون، در رسوبات تالایی دانه بندی شده، مقدار بالای میانگین استخراج شده مربوط به کروم در اندازه ذرات زیر ۳۸ میکرون و در نهایت وانادیوم در رسوبات ساحلی با اندازه ۵۰۰-۲۵۰ میکرون بالاترین مقدار را داشته است.