كليدواژه :
بند اصلاحي , بار بستر , شاخص پتانسيل خطر اكولوژيكي , شاخص تجمع زميني , ICP-MS , فلزات سنگين
چكيده فارسي :
مقدمه و هدف: بار رسوب آبراهه اغلب به‌عنوان يك منبع و شاخص مهم در تغييرات غلظت عناصر ژئوشيميايي و به ويژه فلزات سنگين براي بررسي ميزان تأثيرات انساني عمل مي‌كند. مطالعه روند تغييرات شاخص‌هاي آلودگي رسوبات در جهت پاياب رودخانه‌ها و عوامل موثر بر آن از مهم‌ترين نيازهاي پژوهشي بين‌رشته‌اي است. در اين پژوهش غلظت فلزات سنگين و شاخص‌هاي آلودگي رسوبات بستر در رودخانه اصلي حوزه آبخيز معرف خامسان مورد بررسي قرار گرفت و عوامل موثر بر تغييرات شاخص‌ها در جهت پاياب رودخانه تحليل شد. اين رودخانه يكي از دو رودخانه مهم ورودي به درياچه سد مخزني گاوشان است و از اين جهت مطالعه آلودگي آب و رسوبات اين رودخانه از اهميت خاصي برخوردار است.
مواد و روش‌ها: براي دستيابي به اهداف پژوهش حاضر، در طول آبراهه اصلي از سراب تا پاياب 10 نمونه از رسوب بستر برداشت شد و غلظت فلزات سنگين شامل برليم، كروم، نيكل، مس، روي، آرسنيك، سلنيم، كادميم، جيوه، تاليم و سرب با استفاده از ICP-MS اندازه گيري شد. سپس شاخص‌هاي عامل آلودگي، درجه آلودگي، درجه آلودگي اصلاح‌شده، بار آلودگي و تجمع زميني محاسبه و تغييرات اين شاخص‌ها در جهت پاياب رودخانه اصلي تحليل شد. هم‌چنين براي تعيين شدت تغييرات غلظت فلزات سنگين در جهت پاياب رودخانه از شاخص درصد تغييرات استفاده شد.
يافته‌ها: يافته‌ها نشان داد كه كاهش شيب آبراهه و افزايش تراكم پوشش گياهي حاشيه آبراهه در كاهش غلظت فلزات سنگين به سمت پاياب و هم‌چنين خنثي كردن اثر منطقه مسكوني مؤثر بوده است. در اين رابطه عناصر سمي مانند سلنيم، كادميم، جيوه و آرسنيك حدود 40 درصد در جهت پاياب كاهش پيدا كرده است و تأثير بندهاي اصلاحي نيز در كاهش انتقال عناصر سرب، روي، كادميم، مس و سلنيم همراه با رسوب بستر مورد تأييد قرار گرفت. يافته‌ها هم‌چنين نشان داد كه بعد از پيوستن آب قنات به آبراهه اصلي، غلظت فلزات سنگين در رسوبات بستر افزايش يافت و بيش‌ترين افزايش با مقادير 116/1، 114/3، 100/0 و 79/5 درصد به ترتيب در سلنيم، كادميم، جيوه و برليم مشاهده شد.
نتيجه‌گيري: جمع‌بندي يافته‌هاي پژوهش حاضر نشان مي‌دهد كه اگرچه بر اساس شاخص هاي بررسي‌شده هيچ‌يك از نمونه‌هاي رسوب بستر رودخانه مورد بررسي از سراب تا پاياب آلوده نيستند، اما روند تغييرات به ويژه در خصوص فلزات سنگين نيكل، روي و كادميم نگران‌كننده است و مي‌تواند هشداري براي آب و رسوبات ورودي به درياچه سد مخزني گاوشان باشد.
چكيده لاتين :
Introduction and Objective: Stream sediment load usually acts as an important source and
indicator in geochemical elements concentration changes especially heavy metals and the extent
of human impact. Studying the trend of downstream changes in sediment pollution indices and
the factors affecting it is one of the most important interdisciplinary research needs. In present
research, the concentration of heavy metals and pollution indices of bed sediments were
investigated in the main river of Khamsan representative watershed and the factors affecting the
downstream changes of indices were analyzed. This river is one of the two important rivers
entering the lake of Gawshan dam and for this reason; the study of water and sediment pollution
of this river is of special importance.
Material and Methods: To achieve the research purposes, along the main stream, 10 bed
sediment samples were taken from upstream to downstream and the concentrations of heavy
metals including beryllium, chromium, nickel, copper, zinc, arsenic, selenium, cadmium,
mercury, thallium and lead were measured using ICP-MS. Then the indices of contamination
factor (Cf), degree of contamination (Cd), modified degree of contamination (mCd), pollution
load index (PLI) and geo accumulation index (Igeo) and the downstream changes of these
indices were calculated and analyzed. In addition, the percentage change index was used to
determine the downstream change of the heavy metals concentrations.
Results: The results showed that reducing the steam slope and increasing the density of
vegetation along the stream was effective in downstream reduction of the heavy metals
concentrations and neutralizing the effect of residential area. Toxic elements such as selenium,
cadmium, mercury and arsenic have been reduced by about 40% in the downstream direction
and the effect of check dams in reducing the transfer of lead, zinc, cadmium, copper and
selenium along with bed sediment was also confirmed. The results also showed that after the
qanat water joined the main stream, the concentration of heavy metals in the bed sediments
increased and the highest increase with 1/116, 3/114, 0/100 and 5/79% was observed in
selenium, cadmium, mercury and beryllium, respectively.
Conclusion: Conclusion of the present study shows that although according to the studied
indices, none of the bed sediment samples of the studied river from the upstream to the
downstream is contaminated, but the trend of changes is especially worrying for heavy metals
nickel, zinc and cadmium and can be an alarm for water and sediments entering the Gawshan
dam reservoir.
