بررسي غلظت فلزات سنگين در رسوبات چهار رودخانه مهم منتهي به درياي خزر

Heavy metal contamination in surface sediments of four important rivers leading to the Caspian Sea

فلزات سنگين در محيط­ هاي آبي از شكل محلول و مواد جامد معلق در رسوبات جذب و انباشته مي­شوند. انباشت نهايي فلزات سنگين در محيط‌هاي آبي رسوبات و بدن موجودات زنده است. انباشت زيستي فلزات سنگين از طريق شبكه غذايي نگراني­هاي ناشي از خطر­هاي بيولوژيكي ­و محيط­ زيستي بالقوه را فراهم مي­كنند. بنابراين پژوهش درزمينه آلودگي فلزات سنگين نقش مؤثري در حفاظت از بهداشت انساني و كاهش خطر­هاي ناشي از آلودگي آن‌ها دارد. در اين پژوهش به ­منظور سنجش آلودگي فلزات­ سنگين (آهن، منگنز، روي، مس، نيكل، سرب، كادميوم و كبالت) در رسوبات سطحي (0-5 سانتي­متر) چهار رودخانه مهم منتهي به درياي خزر (نكا­رود، تجن، سياه رود و تالار)، از 16 ايستگاه، نمونه­ هاي رسوب از بستر رودخانه ­ها در تابستان 1394 جمع‌آوري و پس از هضم با تيزاب سلطاني توسط دستگاه جذب اتمي شعله اندازه‌گيري شد. روند تغيير ميانگين غلظت فلزات سنگين (ميلي­گرم فلز بر كيلوگرم رسوب) در رسوبات سطحي به­صورت آهن (00/23300) > روي (87/2028) > منگنز (25/701) > نيكل (77/36) > سرب (77/25) > مس (62/19) > كبالت (62/18) > كادميوم (62/5) بود. در بين عنصر­هاي موردمطالعه ميانگين عنصر­هاي روي، كادميوم و سرب بيش­تر از غلظت ميانگين رسوبات جهاني است. هم‌چنين تحليل‌هاي آماري نشان داد مقدار عنصر­هاي آهن، منگنز، كبالت و مس در رودخانه سياهرود، كادميوم در رودخانه نكا­رود و روي در رودخانه تجن متفاوت است (05/0>p). استفاده از شاخص ­هاي درجه آلودگي (Cf)، پتانسيل خطر محيط­زيستي (Er)، غني­شدگي (EF) و زمين انباشتگي (Igeo) نشان داد كه بيشينه ارزش شاخص­هاي مطالعه شده متعلق به عنصر كادميوم است. هم­چنين نتايج شاخص­هاي پتانسيل خطر محيط­ زيستي كل (RI)، درجه آلودگي كل (Cd) و بار آلودگي (PLI) حاكي از آن است كه خطر محيط­ زيستي در رودخانه نكارود قابل‌توجه و بسيار نگران‌كننده است. اين تحقيق ضرورت كنترل فعاليت­هاي انساني و استفاده از راهبر­دهاي مديريت و كنترل آلودگي در كيفيت رسوبات رودخانه­ هاي منتهي به درياي خزر را ثابت كرد.

Heavy metals tend to be adsorbed and accumulated in sediments as opposed to water or suspended solids. Sediments and biota bodis can act as a final sink for heavy metals in the aquatic environments. They accumulate through the food chain posing potential biological and ecological risks. Therefore, research on the heavy metal concentrations in aquatic ecosystems can help to protect human health and reduce the risks of heavy metal contamination. In this study, the contamination of heavy metals (Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Pb, Cd and Co) in surface sediments (0–5 cm) from 16 stations within four river intertidal zones (Neka, Tajan, Siahrood and Talar) were sampled and analyzed for metal contamination assessment in summer 2016. Results show that the mean concentration (mg kg-1) of heavy metals in surface sediment samples followed the order; Fe (23300.00) >Zn (2028.87) >Mn (701.25) >Ni (36.77) >Pb (25.77) >Cu (19.62) >Co (18.62) >Cd (5.62). The mean concentration levels of the heavy metals Pb, Zn and Cd were more than mean background value. The statistical analyses showed that concentration of elements Fe, Mn, Co and Cu in the Siahrood River, Cd in Neka River and Zn in Tajan River is different (P<0.05). Application of contamination factor (Cf), potential ecological risk factor of individual metals (Er), enrichment factor (EF) and geo-accumulation index (Igeo) showed that the highest value of the above factors belongs to cadmium element. Also an assessment potential ecological risk index (RI), contamination degree (Cd) and pollution load index (PLI) suggests a considerable to very high ecological risk in Neka River. In addition to revealing potential ecological risks due to cadmium and other elements, our investigation markedly highlighted anthropogenic control over sediment quality deterioration and some immediate sediment quality management strategies are needed to remediate and control river bed contamination.