1-10-5-تجزیه و فروکاهی ترکیباتPAH در غبار خیابان52
1-11-ضرورت انجام پژوهش53
1-12-مطالعات پیشین 54
فصل دوم: منطقه مورد مطالعه
2 -1-جغرافیای منطقه مورد مطالعه57
2-2- هواشناسی منطقه59
2-3- صنعت60
2-4-منابع آلاینده شهری61
2-5-زمین شناسی منطقه62
2-5-1- زون ایران مرکزی62
2-5-2-زون سنندج – سیرجان64
2-5-3- زون زاگرس مرتفع یا زاگرس رورانده65
فصل سوم: بررسی زمین شیمی فلزات سنگین در غبار خیابان
3-1- مقدمه73
3-2-اهمیت نمونهبرداری74
3-3-نمونهبرداری75
3-4- تفسیر نتایج فلزات سنگین در نمونههای غبار خیابان77
3-4-1-تحلیل آماری دادههای نمونههای غبار خیابان78
3-4-2- آمار توصیفی فلزات سنگین79
3-4-3-ضریب غنی شدگی84
3-4-4- شاخص زمین انباشت87
3-4-5-شاخص خطر بالقوه بومشناختی فلات سمناک89
3-4-6-ضریب و درجه آلودگی96
3-4-7- شاخص آلودگی و شاخص تجمعی آلودگی100
3-4-8-نسبت و شاخص خطر105
3-4-9- جذب روازنه شیمیایی112
3-5-تشخیص منبع احتمالی فلزات113
3-6-آزمون تحلیل آماری116
فصل چهارم: بررسی زمینشیمی ترکیبات آروماتیک چند حلقهای در غبار خیابان
4-1- مقدمه119
4-2- نمونهبرداری119
4-3-تفسیر نتایج ترکیبات آروماتیک چند حلقهای در نمونههای غبار خیابان124
4-3-1- روشهای آماری124
4-3-2- ضریب همبستگی127
4-3-3- غلظت ترکیباتPAH در ایستگاههای مختلف129
4-4-نفتالن140
4-5-اسنفتیلن141
4-6- اسنفتن142
4-7- فلورن143
4-8- فنانترن143
4-9- آنتراسن144
4-10- فلورانتن145
4-11-پایرن146
4-12- بنزو(a) آنتراسن147
4-13-کرایزن148
4-14- بنزو(b+k)فلورانتن149
4-15- بنزو(a)پایرن150
4-16-مجموع هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقهای151
4-17-PAHهای سرطانزا و غیر سرطانزا152
4-18-تعداد حلقههای ترکیباتPAH156
4-19- ضریب همارز سمناکی161
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1-نتیجهگیری165
5-2-پیشنهاد برای مطالعات آینده167
– فهرست منابع و مأخذ
منابع فارسی168
منابع انگلیسی168
فهرست جدول ها
عنوان و شمارهصفحه
جدول 1-1- خصوصیات شیمیایی PAHs39
جدول 1-2- توزیع PAHs در محیط زیست بر حسب درصد44
جدول2-1- نام و ویژگی ایستگاههای هواشناسی موجود در منطقه مورد مطالعه59
جدول3-1- نام و مختصات محل نمونهبرداری غبار خیابان77
جدول3-2- نتایج آمار توصیفی غلظت عناصر در نمونههای غبار خیابان80
جدول3-3- تقسیمبندی غبار بر اساس ضریب غنیشدگی85
جدول 3-4- ضریب غنیشدگی نمونههای غبار خیابان کلانشهر اصفهان86
جدول3-5- شاخص زمین انباشت و ارتباط آن با کیفیت غبار87
جدول 3-6-تعیین ضریب زمینانباشت و کیفیت غبار خیابان88
جدول 3-7- شاخص زمینانباشت در نمونههای غبار ذوبآهن و معدن باما89
جدول 3-8- ردهبندی عناصر در نمونهها با توجه به شاخص خطر بالقوه بومشناختی.90
جدول 3-9- ضریب و شاخص خطر بالقوه بومشناختی فلزات سنگین مهم در غبار خیابان.92
جدول 3-10- ردهبندی نمونههای غبار خیابان با توجه به ضریب آلودگی و درجه آلودگی.96
جدول 3-11- ضریب و درجه آلودگی فلزات سنگین در نمونههای غبار خیابان.98
جدول 3-12- مقادیر آستانه برای فلزات بالقوه سمی بر اساس استاندارد کیفیت زیست محیطی برای خاک101
جدول 3-13- ردهبندی نمونههای غبار خیابان بر اساس شاخص آلودگی102
جدول3-14- ردهبندی نمونههای غبار خیابان بر اساس شاخص تجمعی آلودگی102
جدول3-15- شاخص و شاخص تجمعی آلودگی فلزات سنگین در نمونههای غبار خیابان104
جدول 3-16- ضریب خطر و خطر سرطانزایی برای فلزات سنگین در غبار خیابان108
جدول3-17- جذب روزانه شیمیایی فلزات بالقوه سمناک در نمونههای غبار خیابان113
جدول 3-18- نتایج ضریب همبستگی بین عناصر در نمونههای غبار خیابان115
جدول 4-1-نام و مختصات محل نمونهبرداری غبار خیابان123
جدول 4-2- آمار توصیفی ترکیبات مختلف PAH در نمونههای غبار خیابان.124
جدول 4-3- ماتریس همبستگی بین ترکیبات PAH در نمونههای غبار.128
جدول4-4- تقسیمبندی PAHs بر اساس رده بندی آژانس بینالمللی تحقیقات سرطان153
جدول 4-5- مجموعPAHsسرطانزا و غیر سرطانزا در نمونههای غبار خیابان156
جدول4-6- تعداد حلقههای آروماتیکی ترکیبات مختلف PAH157
جدول 4-7- درصد ترکیبات PAH دو، سه، چهار، پنج و شش حلقهای در نمونههای غبار160.
جدول 4-8- ضریب همارز سمناکی ترکیبات PAH161
جدول4-9- ضریب سمناکی و ضریب همارز سمناکی در نمونههای غبار خیابان162
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1- اجزای اصلی یک محیط شهری5
شکل 1-2- تفاوت میان غبارهای شهری و بین شهری.14
شکل 1-3- ساختار شیمیایی بنزن.37
شکل 1-4- ساختار رایج PAHs در محیط40
شکل 1-5- تفاوت غلظت PAH ها در فصول تابستان و زمستان.49
شکل2-1- نقشه محدوده شهرستانهای واقع در شعاع 50 کیلومتری شهر اصفهان.58
شکل 2- 2- روند تغییرات دما در منطقه مورد مطالعه در سال 138860
شکل 2-3 میانگین بارش ماهانه در منطقه مورد مطالعه در سال 1388.60
شکل 2-4- نقشه زمین شناسی تا شعاع 50 کیلومتری اصفهان.71
شکل 3-1- نقشه ایستگاههای نمونهبرداری از غبار خیابان در محدوده مطالعاتی76
شکل 3-2- نمونهبرداری از غبار خیابان(فلزات سنگین)76
شکل 3-3- نمونهبرداری از غبار خیابان(فلزات سنگین)76
شکل 3-4- کدگذاری نمونههای جمعآوری شده76
شکل 3-5- نمودارهای هیستوگرام عناصر در نمونههای غبار خیابان82
شکل 3-6- نمودار جعبهای ضریب زمینانباشت عناصر در نمونههای غبار خیابان.88
شکل 3-7- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر مس93
شکل 3-8- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر سرب.93
شکل 3-9- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر روی93
شکل 3-10- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر نیکل.94
شکل 3-11- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر کروم.94
شکل 3-12- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر کادمیم.94
شکل 3-13- ضریب خطر بالقوه بومشناختی برای عنصر آرسنیک.95
شکل 3-14- شاخص خطر بالقوه بومشناختی در نمونههای غبار خیابان.95
شکل 3-15- مدل نقطهای شاخص خطر بالقوه بومشناختی در نمونههای غبار خیابان.95
شکل3-16- مدل نقطهای شاخص خطر بالقوه بومشناختی در نمونههای غبار خیابان99
شکل 3-17- نمودار جعبهای ضریب آلودگی عناصر در نمونههای غبار خیابان100
شکل 3-18- مدل نقطهای وضعیت آلودگی نمونههای غبار خیابان103
شکل 3-19- نمودار جعبهای شاخص آلودگی عناصر در نمونههای غبار خیابان.105
شکل 3-20- مدل نقطهای شاخص تجمعی آلودگی در نمونههای غبار خیابان.109
شکل 3-21- خطر سرطانزایی عناصر در غبار خیابان.109
شکل 3-22- شاخص خطر عناصر در غبار خیابان.111
شکل 3-23- مقایسه شاخص خطر و خطر سرطانزایی در اصفهان با چین و آنگولا.112
شکل 4-1- نقشه پهنهبندی خطر بالقوه بومشناختی فلزات سنگین شهرستان اصفهان.121
شکل 4-2- نقشه ایستگاههای نمونهبرداری از غبار خیابان در محدوده مطالعاتی121
شکل 4-3- نمونهبرداری از غبار خیابان121
شکل 4-4- نمونهبرداری از غبار خیابان( ترکیبات آروماتیک چند حلقهای).122
شکل 4-5- آمادهسازی ظروف قبل از انجام نمونهبرداری.122
شکل4-6- شستشوی ظروف با محلولn-Hexan و سپس با محلول استون.122
شکل 4-7- نمودارهای هیستوگرام ترکیبات PAH.125
شکل 4-8- نمودار Scree برای دادههای مورد بررسی در تحلیل عاملی.130
شکل 4-9- نمایش سه بعدی تحلیل عاملی نمونههای غبار خیابان140
شکل 4-10- غلظت ترکیبات PAHs در ایستگاههای مختلف.141
شکل 4-11- غلظت نفتالن در ایستگاههای مختلف.142
شکل 4-12- غلظت اسنفتیلن در ایستگاههای مختلف.143
شکل 4-13- غلظت اسنفتن در ایستگاههای مختلف.144
شکل 4-14- غلظت فلورن در ایستگاههای مختلف.145
شکل 4-15- غلظت فنانترن در ایستگاههای مختلف.146
شکل 4-16- غلظت آنتراسن در ایستگاههای مختلف.147

شکل 4-17- غلظت فلورانتن در ایستگاههای مختلف.148
شکل 4-18- غلظت پایرن در ایستگاههای مختلف.149
شکل 4-19- غلظت بنزو(a) آنتراسن در ایستگاههای مختلف.150
شکل 4-20- غلظت کرایزن در ایستگاههای مختلف.151
شکل 4-21- غلظت بنزو(b+k)فلورانتن در ایستگاههای مختلف.152

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

شکل 4-22- غلظت بنزو(a) پایرن در ایستگاههای مختلف.155
شکل4-23- غلظت کل ترکیبات PAH در تمام ایستگاهها.159
فصل اول
مقدمه
در چند دهه اخیر با پیشرفتهای صنعتی، افزایش وسایل نقلیه، افزایش شهرنشینی و بهبود کیفیت زندگی مردم در تمام کشورها بهویژه کشورهای درحالتوسعه، مواد آلاینده محیط زیست، افزایش چشمگیری یافته است. تراکم بالای جمعیت نیز باعث افزایش آلودگی محیطهای شهری شده است، به طوری که طبیعت به تنهایی قادر به از بین بردن این آلایندهها نیست. آلودگی هوا از جمله نگرانیهایی است که جامعه امروزی بشر با آن دست به گریبان است و توجه به آن موضوعی بسیار مهم میباشد. آلودگی هوا آمیختهای از مخلوط ذرات جامد و گازهای موجود در هواست، که برای سلامت انسان، حیوان و سایر جانوران موجود در یک بومسامانه مضر میباشد. گسیلهای خارج شده از اگزوز اتومبیلها، فلزات سنگین ناشی از فرسایش قطعات ماشینآلات، مواد شیمیایی ناشی از کارخانهها، گرد و غبار، و حتی گرده گیاهان، میتواند موجب آلودگی محیط جو گردد. باید توجه داشت برخی از این آلایندهها دلیل بروز برخی مشکلات در مقیاس جهانی همچون نازک شدن لایه اوزون در جو زمین، و گرم شدن جهان هستند. در این پژوهش از میان خیل عظیم آلایندههای جو، تمرکز بر روی پدیده غبار، بهویژه غبار نهشته شده بر سطح خیابانهاست، که از آن بهعنوان “غبار خیابان” یاد میشود. این ذرات اختلالاتی همچون سوزش چشم، آسم، برونشیت، آسیب به ریه، سرطان، مسمومیت ناشی از فلزات سنگین، اثر بر روی دستگاه قلبی-عروقی، و اختلالات بینایی را به همراه دارد. از بین آلایندههای موجود در غبار خیابان، فلزات سنگین و نیز هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای نگرانی زیادی را برای پژوهشگران و دولتها ایجاد کردهاند، که دلیل این نگرانیها قابلیت انباشت و پایستاری زیستمحیطی آنها میباشد. انباشت فلزات سنگین در محیطهای مختلف میتواند باعث کاهش کیفیت محیطزیست و اثر بر روی تندرستی انسانها بهویژه کودکان به علت تحمل کم آنها در برابر تأثیرات فلزات سنگین و نیز بلع ناخواسته و غیرعمدی غبار یا خاک از مسیر دست به دهان، شود. مهمترین اثرات تندرستی فلزات سنگین شامل صدمه به DNA، جهشزایی، سرطانزایی و آسیب جنینی است. از سوی دیگر، هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای که از منابع مختلف طبیعی و انسانزاد تولید میشوند، میتوانند بر کیفیت هوا، آب و خاک تاثیرگذار باشند، و به طور مستقیم و یا غیرمستقیم سلامت ساکنان بوم سامانه را با خطرات جدی مواجه سازند.
1-1- زمینشیمی زیستمحیطی
بسیاری از مباحث زیستمحیطی نیازمند آشنا بودن با اصول زمینشیمی، و حرکت آلایندههاست. زمینشیمی زیستمحیطی، نظامی است که از شیمی اجزاء سازنده گازی، مایع و جامد زمین، و نیز گونههای زنده برای پی بردن به اثرات آلودگی فلزات سنگین بر بومسامانهها استفاده میکند. زمینشیمی در ارتباط با شرایط زیستشناختی، شیمیایی و فیزیکی محیط مانند گرما، حالت ماده، اسیدینگی، پتانسیل اکسایش – کاهش، هدایت الکتریکی، فعالیت باکتریایی است. تمام این عوامل بر تحرک، گسترش، توزیع، تهنشینی و غلظت فلزات و شبه فلزات بالقوه سمناک که به تندرستی اندامگانها در یک بومسامانه آسیب میرساند، اثر دارند. دادههای زمینشیمیایی زیستمحیطی، شرایط شیمیایی نابی را تعیین میکند که در آن تهدیدی برای ساکنین یک بومسامانه وجود نداشته باشد، خواه این خطرات ناشی از نفوذ شیمیایی حاصل از هوازدگی سنگها و تخریب آنها باشد و خواه از محیط زیستی باشد که در خطر آلودگی عناصر شیمیایی ناشی از فعالیتهای انسانی است. زمینشیمی زیستمحیطی مناطقی را که در خطر دخالتهای شیمیایی انسانزاد و طبیعی است مشخص کرده، و ورود فلزات در غلظتی که برای محیطزیست و ساکنین آن خطرناک است را مشخص کرده، و در نهایت سعی بر کاهش آنها در منبع انجام میگیرد. شیمی هر سامانه زمینشناختی طبیعی، میتواند به صورت بالقوه تحت تاًثیر فلزات سنگینی قرار گیرد که در محیطزیست در اثر فعالیتهای انسان وارد میشوند. البته کمبود عناصر سنگین ضروری مانند مس، روی، سلنیم در ذخیره غذایی سبب بیماری و درنهایت مرگ میشود. بنابراین، کنترل فلزات سنگین و حفظ تعادل بین ورود و خروج این عناصر در یک بومسامانه، لازم و ضروری است. عوامل مختلفی بر حرکت، گسترش، توزیع، و تهنشینی و غلظت فلزات سنگین تأثیر می گذارند. در شرایط به شدت اسیدی، فلزات سنگین میتوانند متحرک شوند، درحالیکه برخی دیگر از فلزات غیرمتحرک شده و جذب اکسی – هیدروکسیدهای آهن و منگنز، یا جلبکها و سایر ذرات میشوند و در پارهای موارد، فلزات بالقوه سمی همراه فلزات وارد رودخانهها و نهرها شده، و یک بومسامانه را برای دوره زمانی طولانیای غیرقابل زیستن میکنند. نقش زمینشیمیدانها، بررسی غلظت بالای فلزات بالقوه سمناک در یک بومسامانه، و با پی بردن به منابع احتمالی فلزات است. زمینشیمیدانها اصول تحرکپذیری شیمیایی در فازهای گازی، جامد و مایع را برای آشکارسازی سرنوشت و راههایی که فلزات از طریق آن وارد بومسامانهها میشوند به کار میبرند، و غلظت طبیعی را برای هر نوع نمونهای که تجزیه میشود تعیین میکنند تا سلامت اندامگانها، و محیطهایی که در ارتباط با آنها هستند را کنترل کنند. زمینشیمیدانها به پاسخ فلزات آلاینده به شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستشناختی پی میبرند و موثرترین، اقتصادیترین، و اجتماعیترین روشها را برای حل مشکل آلایندگی فلزات سمی موجود به کار میبرند. از این دانش برای برنامهریزی پروژههای توسعه، همراه با جلوگیری از تخریبهای آتی ناشی از ورود آلایندههای فلزی بالقوه سمی به محیطزیست استفاده میشود (Siegel, 2002).
1-2- زمین شیمی شهری

بر مبنای بررسی‌های سازمان ملل در سال 2001 ، پیشبینی گردید که جمعیت جهان از 1/6 میلیارد نفر در سال 2000 به 3/8 میلیارد نفر در سال 2030 افزایش مییابد. در این بررسی همچنین مشخص شد که 47% جمعیت جهان در نواحی شهری زندگی می‌کنند، و این میزان درسال 2030 به 50% می‌رسد(United Nation, 2001). از دیدگاه محیطزیست و بهداشت، توسعه شهری میتواند اثری فوری بر محیطزیست و کیفیت بهداشت داشته باشد، چراکه فعالیتهای مختلف انسانی مانند فعالیتهای شهری، خانگی، صنعتی، تجاری و کشاورزی، روزانه انواع آلاینده‌های سمی و بالقوه سمی را وارد محیطزیست می‌کند(Nriagu, 1979, 1996; Nriagu and Pacyna, 1988). در محیط شهر که این فعالیتها شدیدتر است، گسیل آلاینده‌های آلی و فلزی با شتاب بیشتری انجام میگیرد، و محیطهای شهری ناگزیر بیشتر در معرض آلودگی و تخریب محیطزیست هستند(Nriagu, 1988; Kreimer, 1992; Thornton, 1993). فلزات در محیطزیست تجزیهناپذیر و انباشتپذیرند. بنابراین، افزایش گسیل آنها در محیط، به بروز نابهنجاری غلظت فلزی(افزایش غلظت) در بیشتر محیطهای شهری منجر می‌شود. حضور بلند مدت آلاینده‌های شهری به ویژه در خاک، غبار و در مجاورت محیطزیست انسان، تأثیر مهمی بر در معرض قرارگیری انسان به این آلاینده‌ها از راه استنشاق، بلع و تماس پوستی دارد(Mielke and Reagan, 1998; Boyd et al., 1999; Mielke et al., 1999). توجه به این موضوع در سالهای اخیر به ایجاد رشته‌ای جدید در زمین شناسی به نام زمین‌شیمی زیست محیطی شهری(Urban environmental geochemistry) منجر شده است. زمین‌شیمی زیستمحیطی شهری، مطالعه برهمکنش پیچیده و روابط درونی بین عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها، در محیطزیست شهری است. این رشته اثرهای گذشته و جدید فعالیتهای صنعتی انسان بر شهرها و اثر عوامل زمینشیمیایی بر گیاه، سلامت انسان و جانوران را بررسی می‌کند(شکل1-1).

شکل 1-1- اجزای اصلی یک محیط شهری.
بنابراین با توجه به تعریف زمین‌شیمی زیستمحیطی شهری، به منظور درک صحیح اثر عناصر جزئی بر محیط زیست(طبیعی و شهری) و سلامت موجودات زنده، پژوهشگر ‌باید شناخت نسبی در زمینه زیستشناسی زیستمحیطی، سم‌شناسی زیستمحیطی، آسیبشناسی زیست محیطی، زمینشیمی زیستمحیطی، و همه‌گیرشناسی زیستمحیطی داشته باشد.
1-3- منابع طبیعی ورود عناصر به محیط

در سامانه‌های طبیعی، عناصر از سنگها، کانیها، کانسنگ‌ها، مواد، گازها و بخارات همراه با فعالیتهای آتشفشانی و چشمه‌های آبگرم وارد محیط می‌شوند. عناصری که در حین فرآیند هوازدگی و تشکیل خاک از سنگهای اولیه جدا می‌شوند، یا در خاک باقی می‌مانند و یا به آبهای سطحی و سفره‌های آب زیرزمینی وارد می‌شوند. با توجه به شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستشناختی محیط، و پتانسیل زیستدسترسپذیری، عناصر از طریق آب یا خاک به شبکه غذایی راه می‌یابند.

1-4- منابع انسانزاد آلودگی
با توسعه و پیشرفت جوامع بشری، اثرات انسانزاد بر محیطزیستبه صورت پدیدهای نوظهور پا به عرصه گذاشت. با گذشت زمان این اثرات به طور شگفت‌آوری با افزایش جمعیت، شهر نشینی و صنعتی شدن شدت گرفت(Fyfe, 1998). بنابراین بشر،محیطزیست دستنخورده اولیه را تحت تأثیر قرار داد. بسیاری از فعالیت‌های انسان که به آلودگی محیطزیست و بهویژه محیط جو منجر می‌شود، عبارت‌اند از:
1- استخراج منابع معدنی و فرآوری آنها
2- ذوب و خالص سازی کانسنگهای معدنی و تولید کنستانتره
3- تولید انرژی از سوخت‌های فسیلی، هستهای، زمینگرمایی و برقابی
4- سایر فعالیت‌های تولیدی و صنعتی مانند صنایع متالورژی و شیمیایی، تولید آجر و لوله، کارخانههای سیمان، صنایع شیشه و سرامیک، رنگ و پلاستیک و تولید کود شیمیایی.
5- دفع پسماندها به ویژه زبالههای خانگی، خاکستر، فاضلاب، پسماندهای هستهای و سوزاندن انواع پسماندها.
6- فعالیت‌های کشاورزی مانند استفاده همزمان از کودهای شیمیایی و حیوانی با لجن فاضلاب، استفاده از آفتکش‌ها و غیره
7- حمل و نقل شهری و جادهای
8- تصفیه و انتقال آب آشامیدنی(با لوله و اتصالات فلزی)
1-5-1- سوخت فسیلی
سوزاندن سوختهای فسیلی(نفت، زغالسنگ، گاز)، بخش اعظم نیروی تولیدی را برای مصارف خانگی و صنعتی در جهان تأمین می‌کند. در سال‌های اخیر به دلیل تولید حجم زیادیCO2،و ارتباط این گاز با اثر گلخانه‌ای، سوزاندن سوخت‌های فسیلی مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر این، سوزاندن سوخت‌های دارای غلظت بالای گوگرد در برخی مناطق منجر به تولید SO2 و SO3 شدهاست که مانند گسیل کارخانههای ذوب، منجر به ایجاد باران اسیدی می‌شود.
پیامد دیگر زیستمحیطی استفاده از سوخت‌های فسیلی برای تولید نیرو، به غلظت بسیار بالای عناصر جزئیموجود در این سوخت‌ها باز میگردد. اگرچه سوخت‌های فسیلی عمدتاً از مواد آلی تشکیل شده‌اند، اما حاوی مقادیر متغیری از اجزای سازنده غیرآلی نیز می‌باشند که پس از سوختن، در خاکستر تولید شده بر جای می‌ماند، و مقداری نیز بهجو گسیل می‌شود. خاکستر باقی مانده می‌تواند حاوی عناصر بالقوه خطرناک زیادی باشد، بنابراین در دفع این خاکستر‌ها باید دقت شود. به هر حال مقداری از ترکیبات غیرآلی طی سوختن، گسیل می‌شوند و می‌توانند خاک، آب و زیستکره را در نزدیکی نیروگاه تحت تأثیر قرار دهد.
عناصر جزئی زیادی در سوخت‌های فسیلی یافت شدهاست. غلظت‌های واقعی عناصر مجزا متغیر بوده، و به منشأ سوخت بستگی دارد. به هر حال، گفته می‌شود که در اروپا، سوزاندن نفت و زغالسنگ، به شدت در نهشت جوی آرسنیک، کادمیم، کروم، مس، نیکل و وانادیم نقش دارد (Ruhling, 1994). همچنین گفته می‌شود که سوزاندن زغالسنگ، منبع اصلی انسانزاد سلنیم در محیطزیست است. عناصری مانند وانادیم که در نفت غلظت زیادی دارند، در محیط‌های نزدیک به پالایشگاه‌های نفت نیز غلظت‌ بالایی دارند (Ruhling, 1994).

1-5-2- سایر فعالیت‌های صنعتی
تعداد زیادی از فعالیت‌های صنعتی دیگر نیزاز پتانسیل ایجاد آلودگی برخوردار هستند، که در زیر به برخی از موارد مهمتر اشاره میشود.
1-5-2-1- متالورژی
فلزات و شبهفلزات زیادی در آلیاژسازیبهکار برده می‌شوند که فولاد، مثالی بارز از آنهاست. ساخت و بازیافت فولاد، موجب آزاد شدن بسیاری از عناصر درجو می‌شود که این امر، انباشت و آلودگی محیطزیست محلی را درپی دارد(Pacyna, 1995).
1-5-2-2- تولید لولههای سفالی و آجر
آجر و لوله به عنوان مصالح ساختمانی، اهمیت زیادی دارند. این دو فرآورده از رس و سنگ‌های طبیعی رسدار ساخته می‌شوند. ساخت این مواد مستلزم شکلدهی رس و سپس تا دمای بیش از 1200 درجه سانتیگراد گرما داده میشود. در نتیجه، پخت انواع رس باعث آزاد شدن عناصری مانند سرب و رویکهجذب سطحی کانی‌های رسی شدهاند، در محیط زیست میشود(Fuge & Hennah, 1989). مشکل مهم دیگر، آزاد شدن فلوئور است که در کانی‌های رسی و سنگ‌هایی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، غلظت بالایی دارد. فلوئوروسیس به طور وسیعی در حیوانات اهلی شرق بریتانیا در سال 1950 رخ داد که دلیل آن وجود کارخانه‌های آجرسازی در این منطقه بود (Burns and Allcroft, 1964).

1-5-2-3- تولید سیمان
سیمان نیز محصول پخت سنگ‌های غنی از رس است. بدین ترتیب که مخلوط آهک و شیل در کورهای با دمای حدود 1400 درجه سانتیگراد گرما داده می‌شود. شیل یک سنگ غنی از ذرات رساندازه است، و می‌تواند دارای غلظت بالایی از عناصر بالقوه سمناکی باشد که در دماهای بالا در جورها می‌شوند.
1-5-2-4- آلودگی ناشی از حمل و نقل
وسایل نقلیه موتوری بزرگترین منبع آلودگی جو را تشکیل می‌دهند. وسایل نقلیه موتوری با بنزین یا گازوئیل کار می‌کنند و سوختن این مواد در موتور خودرو، موجب تولید گازهای خروجیغنی در کربن دیوکسید(CO2) می‌شود. به دلیل احتراق ناقص، کربنمونوکسید، هیدروکربن‌ها و اکسیدهای نیتروژن نیز تولید می‌شوند. این گازها جومحیط شهر را آلوده کرده، و به نظر می‌رسد که ارتباط نزدیکی با بروز بیماری‌های تنفسی دارند. بهعلاوه، گاز نیتروژن اکسید، منجر به نازک شدن لایه اوزون در استراتوسفر(پوش سپهر) جو می‌شود.
گازهای خروجی خودروها می‌تواند حاوی عناصر فلزی مانند Pb، Ni، Mnو V باشد. نیکل و وانادیم از سوخت دیزل حاصل می‌شوند و می‌توانند در گاز خروجی وسایل نقلیه دیزلی، غلظت بالایی داشته باشند،و درحال حاضر بیشتر نیکل و وانادیم جو را تشکیل می‌دهند. همچنین خاک حاشیه جاده‌ها نیز دارای غلظت‌ بالایی از این عناصر است.
از دهه 1920، سرب به صورت تترا اتیل، و تترامتیل سرب به بنزین اضافه ‌شد، تا احتراق آن رابهتر کند. تحقیقات نشان داد که سرب گسیل شده از سامانه اگزوز خودروها، اثر منفی بر محیطزیست داشته و تخمین زده شده است که بیش از 75 درصد سرب محیط، از این منبع حاصل شده است. در نتیجه استفاده از سرب در بنزین، در بسیاری از کشورها ممنوع شد. البته هنوز هم در کشورهای زیادی از بنزین سربدار استفاده می‌شود. کشورهایی که افزودن سرب به بنزین متوقف شده است، ازMMT(Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl)به عنوان جایگزین سرب استفاده می‌شود، که موجب گسیل منگنز از اگزوز خودروها می‌شود.
منشا بسیاری دیگر از فلزات آلاینده خاک حاشیه جادهها، وسایل نقلیه موتوری است. فلز روی در لاستیک خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از اجزاء فولادی خودروها نیز برای کاهش خوردگی، رویاندود(گالوانیزه) می‌شوند. کادمیم به عنوان یک عامل آنتیاکسیدان در روغن‌ها استفاده می‌شود. کروم در آلیاژهای فولادی و پوشش کرومی فلزات استفاده می‌شود، و نیکل نیز در برخی آلیاژها مورد استفاده قرار می‌گیرد.این آلیاژها دومین منبع بالقوه آلودگی نیکل در محیطزیست محسوب می‌شود.

1-5- نهشت جوی آلایندهها

بسیاری از آلایندههای گسیل شده به جودر نهایتدر سطح زمین نهشته می‌شوند.این نهشته‌ها یا وارد محیط خاک و آب شده و توسط گیاهان جذب می‌شوند، و یا توسط انسان و حیوان استنشاق می‌شوند. منابع آلاینده جو شامل معدنکاری، ذوب و تصفیه، تولید انرژی، فرآیندهای مختلف صنعتی، سوزاندن پسماند و فعالیت‌های حمل و نقل می‌شود. علاوه بر این، ذرات بسیار ریز خاک گسیل شده به جوممکن است حاوی آلایندههایی باشند که جذب سطح آنها شدهاند.
درجه آلودگی جو به موقعیت جغرافیایی، شرایط آب و هوایی، و منابع بالقوه آلاینده بستگی دارد. میزان انتقال آلایندهها نیز بسته به گونه آنها، متغیر است. بسیاری از آلایندههای ناشی از وسایل نقلیه به صورت ذرات درشت وجود دارند و نمی‌توانند فاصله زیادی را از منبع طی کنند. ولی به هر حال، انتقال به صورت گاز و هواویز می‌تواند آلایندهها را به فواصل دوری از منبع منتقل کند، و این شکل انتقال اتمسفری به عنوان دلیل اصلی آلودگی مشاهده شده در مناطقی از قطب شمال شناخته شده است.نهشت جوی، یک منبع عمده عناصر در محیط سطحی است. نیکلسون و همکاران(2003) نشان دادند که نهشت جویدر خاک‌های کشاورزی بریتانیا، منبع اصلی بسیاری از فلزات سنگین است. طبق محاسبه آنها، 85 درصد از کل جیوه ورودی، 53 درصد کادمیم، 77 درصد آرسنیک، نیکل و سرب، ونیز 48 درصد روی، از این منبع ناشی شدهاست.

1-6- آلودگی محیط شهری

آلودگی محیط شهری اهمیت زیادی دارد زیرا اکثر جمعیت جهان در این محیط زندگی می‌کند. آلودگی شهری از منابع زیادی ناشی می‌شود که در این بین، وسایل نقلیه موتوری و صنایع، نقش اصلی را ایفا میکنند. در کشورهای توسعه یافته(حتی اگر صنایع به خارج از شهر منتقل شده باشند) فعالیت‌های صنعتی گذشته و فعالیتهای جدید در حومه شهر، مناطق وسیعی از شهر را آلوده کردهاست. بهعلاوه در بسیاری از مناطق شهری، سوخت فسیلی هنوز به عنوان منبع اصلی انرژی سامانه گرمایش خانگی استفاده می‌شود. یک منبع دیگر آلودگی شهری، سوزاندن کنترل نشده در گذشته بوده است.
مطالعات نشان داده است که بسیاری از آلایندههای حاصل از منابع موجود در شهر، در مقایسه با غبار هوا و خاکهای مناطق روستایی غنیشدگی بیشتری نشان می‌دهند. بنابراین، As، Cd، Cr، Pb، Hg و بسیاری از عناصر بالقوه سمناک دیگر، به عنوان آلایندههای جدی محیط شهری لیست شده‌اند. خاک و غبار خیابان‌های مناطق شهری، در بسیاری از عناصر سمی برای انسان، غنی بوده و منبع اصلی غبارهای خانگی هستند. این غبارها یک مسیر اصلی راهیابی به بدن از راه تنفس و نیز ورود غیر عمد از طریق دست‌ها را نشان می‌دهد. اگرچه بیشتر این عناصر به صورت بالقوه برای انسان مضر هستند، اما این سرب است که به دلیل نشان دادن مشکلات جدی برای تندرستی کودکان، به شدت مورد توجه قرار گرفتهاست.
سرب در محیط شهری از منابع مختلف ناشی میشود. استفاده از سوخت سربدار در وسایل نقلیه، اگرچه در بیشتر کشورهای توسعه یافته ممنوع شدهاست، ولی این نوع سوخت، در بسیاری از کشورهای کمتر توسعه یافته کماکان مورد استفاده قرار می‌گیرد. حتی در کشورهایی که بنزین سربدار ممنوع شده است، بیشتر سرب موجود در خاک و غبار، از گذشته بجای مانده است. اگرچه منشأ اصلی سرب غبار خیابان و خاک شهرها، می‌تواند مصرف این نوع سوخت باشد،اما طبق مطالعه‌ای که میهلک(Mielk, 1994) در ایالات متحده آمریکا انجام داد، مشخص شد که منبع عمده دیگر سرب در خاک محیط شهر، رنگ‌های حاوی سرب است. علاوه بر آلایندههای عنصری بسیاری از آلایندههای آلی مانند دیوکسین‌ها و PAHها نیز از صنایع، سوزاندن سوخت‌های فسیلی، و دورریزها در محیط شهری رها می‌شوند.

1-7- غبار خیابان
غبار خیابان ذرات جامدی است که در نواحی شهری به دلایل طبیعی و انسانزاد انباشته میشوند. باید توجه کرد سهم منابع انسانزاد در ایجاد غبار خیابان بسیار چشمگیرتر از منابع طبیعی میباشد. غبار خیابان از لحاظ شیمیایی شباهت زیادی به هواویزهای جوی دارد، در واقع یک رابطه پویا بین هواویزهای جوی و بخش نهشته شده از جو مشاهده شده است(Rogge et al., 1993).به طورکلی میتوان ذرات گرد و غبار را یک منبع انباشت مواد از منابع مختلف در نظر گرفت(Rogge et al., 1993) وآنها را بر اساس اندازه به چهار گروه تقسیم کرد:
– ذرات خیلی بزرگ: ذرات بزرگتر از 10 میکرون.
– ذرات بزرگ: ذرات بین 5/2 تا 10 میکرون.
– ذرات کوچک : ذرات کوچکتر از 5/2 میکرون.
– ذرات خیلی کوچک: ذرات کوچکتر از 1/0 میکرون.
ترافیک جاده و سوخت چوب دو منبع مهم و اصلی PM10 در نواحی شهری جوامع اروپایی هستند. موضوع این پژوهش آن دسته از غبارهای خیابان است که به صورت مستقیم و غیرمستقیم به ترافیک و مسائل حمل و نقل وابسته است. لازم به یادآوری است، غبار خیابان از منابع مختلف طبیعی( شامل بازآویزش خاک، نهشت خشک و تر، مواد زیستی و مواد هوازده) و انسانزاد( شامل آلایندههای صنعتی، گسیل از اگزوز خودروها، سایش پوشش سطح لاستیک اتومبیلها و لنت ترمز) تشکیل و با توجه به شیب بستر و جهت باد در اطراف خیابانها، میادین و پیادهروها نهشته میشود(Muschack, 1998; Sutherland and Tolosa, 2000) و اثرات مضری بر تندرستی انسان و کیفیت روانابهای شهری بر جای میگذارد. فلزات سنگین از مهمترین سازاهای غبار خیابان هستند که از مسیر اصلی شامل استنشاق، بلع و تماس پوستی وارد بدن میشوند. محتوای اصلی غبار خیابان را می توان علاوه بر فلزات سنگین، سیلیکات، کربنات، و مواد آلی، مانند هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای بیان کرد. غبار خیابان با زمان ماندگاری کوتاه مشخص میشود، اگرچه ممکن است دارای مقدار زیادی فلز باشد اما تنها آلایندههایی که اخیراً تجمع یافتهاند را شامل میشود(Harrinson, Laxen& Wilson, 1981, p. 1379).
1-8-1- اثرات غبار بر سامانههای محیطی و سلامت انسان
مهمترین مشکل غبار خیابان وجود فلزات سنگین درآن است که در برابر تجزیه مقاوماند و قدرت زیستانباشت دارند و اگر غلظت آنها از حد مجاز تجاوز کند، برای جمعیت بهویژه کودکان که آستانه تحمل پایینتری دارند و غبار را ناآگاهانه از مسیر دست به دهان برده و این فلزات را میبلعند، خطرناک است(ljung et al., 2005; Acosta et al., 2009). فلزات سنگین که از راههای مختلف وارد بدن میشوند، ممکن است در بافت چربی بدن تجمع یافته، و یا بر سیستم عصبی مرکزی تأثیر بگذارند یا در بخشهایی از بدن انباشته شده، و باعث اختلال در عملکرد این اندامها شوند. بنابراین تشخیص و تخمین در معرضقرارگیری فلزات سنگین از طریق غبار خیابان بسیار مهم است(Nriagu, 1988).
باید توجه کرد هرچه اندازه ذرات غبار کوچکتر باشد خطر آن بیشتر است. ذرات کوچکتر از 100 میکرون بهراحتی معلق میشوند و حین تنفس وارد بینی و دهان میشود، ذرات کوچکتر از 10 میکرون میتواند از گلو و بینی عبور کرده و وارد شش شوند. غبارهای قابل تنفس یعنی غبارهایی که اندازه آنها از 5/2 میکرون کوچکتر است میتواند وارد جریان خون شود(Tanner et al., 2008). پژوهش و مطالعات پیشین نشان داده است که غبار خیابان شهری در مقایسه با غبار جادهای بین شهری، حاوی مقدار بیشتری ذرات قابل استنشاق و ذرات ریزاندازه است و قاعدتاً میزان خطر آن نیز بیشتر خواهد بود(Guito Shi et al, 2010).
شکل 1-2- تفاوت میان غبارهای شهری و بین شهری
منظور از نهشت خشک، نشست گرد و غبار به طور مستقیم بر سطح آب و زمین است. نهشت خشک به صورتهای مختلف رخ میدهد که از آن جمله میتوان به حرکت ذرات ریزدانه، نهشت بر اساس گرانی، و تأثیر باد هنگامی که باران نمیبارد اشاره کرد، اما بطور کلی نهشت غبارات جوی و یا ترکیبات شیمیایی انحلالپذیر و انحلالناپذیر بهطور گستردهای با وضعیت آب و هوایی نیز ارتباط دارد. هواویزهای با منشأ طبیعی و یا انسانزاد بهطور مستقیم با پراکندن و جذب انرژی خورشید بر کیفیت هوا تاثیر میگذارند و از سوی دیگر، انباشت فلزات سنگین در این هواویزها میتواند این کیفیت را بیشتر در معرض تهدید قرار دهد(Inomata et al., 2007).
بهطورکلی، خیابانهای هر شهر در معرض گسیلهای ناشی از حمل و نقل موتوری هستند و از سوی دیگر، خود این گسیلها نیز منشایی برای انتقال آلایندهها بهشمار میروند. این گسیلها که حاوی ذرات ریز دانه معلق هستند، وارد هوای محیط اطراف شده، و یا به صورت غبار خیابان، بروی سطح خیابانها نهشته میشوند. پس از آن و در زمان بارش و یا شستشوی خیابان، این ذرات آغشته به آلایندههای مختلف، شسته شده و در نهایت به آبهایی که در تماس با آنها قرار میگیرند، انتقال مییابند(Joshi et al., 2009). بنابراین مطالعه غبار خیابان میتواند برای تعیین منشاً، پراکنش و همچنین میزان آلایندهها از جمله فلزات سنگین سودمند باشد. همچنین، مطالعه ترکیب شیمیایی غبار خیابان میتواند نشانگر خوبی از آلودگی محیط اطراف باشد.
1-8-2- فلزات سنگین در غبار خیابان در محدوده شهر

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

بشر در طول تاریخ از عصر برنز و آهن، تا زمان حال به طور گستردهای از فلزات استفاده کرده است. از آغاز قرن بیستم میلادی، با رشد چشمگیر جمعیت و صنعتی شدن کشورها، تولید فلزات به میزان زیادی افزایش یافت. این امر موجب ورود بیش از پیش این فلزات به محیطزیست بشر شد و پس از آن، مشکلات زیستمحیطی نیز یکی از مشکلات جوامع بشری گردید. رایجترین فلزات در محیطهای شهری، فلزات مرتبط با حمل و نقل ترافیکی هستند که از جمله میتوان به مس، سرب و روی اشاره کرد. اگرچه مقداری از آلودگی به وسیله عناصری مانند نیکل، سرب کروم، کادمیم و وانادیم نیز در این محیطها گزارش شده است(Rose and Shea, 2007). در محیط شهری میتوان منابع انسانزاد فراوانی را برای فلزات سنگین در نظر گرفت. از میان آلایندههایی که در غبار خیابان وجود دارند فلزاتی همچون کروم، مس، نیکل، سرب و روی به دلیل چیرگی و پایداری بالایی که دارند و همچنین سمناکی و در مواردی سرطانزایی، بیش از دیگر آلایندهها، موجب نگرانیهای زیستمحیطی هستند(Joshi et al., 2009). در ادامه به منابع مختلف فلزات سنگین رایج در غبار خیابان اشاره میشود.
1-8-2-1- روی (Zn)
روی عنصری با فراوانی متوسط در پوسته است. روی ماهیتی گوگرد دوست دارد و در کانیهای سولفیدی بویژه اسفالریت یافت میشود. عدد اتمی این عنصر30 و عدد جرمی آن 37 /65 در گروه ….جدول تناوبی قرار دارد. غلظت این عنصر در خاکppm30-1000 می باشد(مر و زائری، 1382).
پس از معدنکاری و سوزاندن زباله، سایش لاستیک خودروها، سومین منبع ورود روی به محیط است. در کارخانه تولید لاستیک خودرو مقداری اکسید روی در مرحله سختسازی به آن افزوده میشود. بنابراین هر لاستیک دارای حدود یک درصد یا 25 الی 40 گرم روی است. مطالعات پیشین نیز وجود همبستگی بین غلظت این عنصر و تراکم ترافیکی را نشان داده است. از سوی دیگر انبار کردن لاستیکهای ازکارافتاده خودرو نیز آنها را در معرض فرسایش و خوردگی شیمیایی قرار میدهد که این امر نیز به ورود این عنصر به محیطزیست منجر میشود(Callender and Rice, 2000). علاوه بر سایش و فرسایش لاستیک خودروها، از دیگر منابع بالقوه این عنصر میتوان به ترمز خودروها، شستشوی خودروها و سنگفرش خیابان اشاره کرد که این سه مورد نیز در زمره آلودگیهای مرتبط با حمل و نقل قرار میگیرند(Councell et al., 2004).
ترکیبات غیرآلی روی کاربردهای متفاوتی دارند، برای مثال در ساخت تجهیزات خودرو و انواع باطری، از روی استفاده میشود. به همین دلیل در نزدیکی این مکانها میزان روی در خاک و غبار خیابان بیش از میزان استاندارد گزارش شده است(Merian and Ancke, 2004). به طورکلی میتوان سایش و ازهمپاشیدگی لاستیک وسایل نقلیه، و خوردگی قطعات مختلف اتومبیلها را عامل اصلی افزایش روی در غبار خیابان بیان کرد و بیشترین غلظت این عنصر در مکانهایی با ترافیک سنگین یافت شدهاند(Ahmed & Ishiga, 2006; Liet al., 2001). روی یکی از عناصر ضروری است که بدن به مقدار کم به آن نیاز دارد. روی به مقدار کم در غذا و آب آشامیدنی وجود دارد. این عنصر در جو در غلظتهای بسیار کم حضور دارد، و این غلظت نسبتاً ثابت است. هوای نزدیک مناطق صنعتی غلظتهای بالاتری از روی دارد. بعضی از افراد به دلیل شغلهای خود احتمال در معرض قرارگیری بیشتری به عنصر روی دارند. شغلهایی که افراد بیشتر در معرض روی قرار میدهند شامل معدنکاری، ذوب و جوشکاری، تولید آلیاژ برنج، برنز و دیگر آلیاژهای حاوی روی، ساخت قطعات فلزی گالوانیزه، لاستیک اتومبیلها، رنگ، باتری و برخی از انواع شیشه و سرامیک میباشد. افرادی که در مشاغلی همچون ساخت وساز و تعمیر خودرو، و نیز نقاشی دستی دارند، نیز میتوانند در معرض غلظت بالای روی قرار گیرند. روی میتواند از راه تنفس غبار و بخار ناشی از ذوب روی یا از سایر منابع، وارد شش شود. روی میتواند از راه پوست نیز به بدن وارد شود، اما جذب روی از طریق پوست بسیار اندک است. خطرات ناشی از افزایش این عنصر در بدن، در کودکان به دلیل احتمال بالای بلع ناخواسته، نسبت به بزرگسالان بسیار بیشتر میباشد.

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید