عوامل موثر بر غلظت فلزات سنگين در نزولات جوي شهر تهران به روش تحليل عاملي

Factors affecting the concentrations of heavy metals in precipitation of Tehran using factor analysis method

زمینه و هدف: مقدار فلزات سنگین موجود در نزولات جوی می­ تواند وضعیت آلودگی محیطی را در نواحی مختلف شهری به خوبی تشریح كنند. تاكنون، مطالعه­ ای در مورد خصوصیات شیمیایی نزولات جوی شهر تهران انجام نشده است؛ از اینرو این مطالعه با هدف اندازه ­گیری فلزات سنگین در نزولات جوی شهر تهران و تعیین مهمترین عوامل موثر بر غلظت فلزات سنگین در نزولات تر به روش تحلیل عاملی آن صورت پذیرفت. روش بررسی: این مطالعه كه یك مطالعه توصیفی- مقطعی بود، اندازه­ گیری فلزات سنگین در 53 نمونه نزولات تر در یكی از مناطق مركزی شهر تهران، انجام شد. نمونه ­برداری در طول ماه‌های آبان تا اردیبهشت سال‌های 1389، 1390 و1391 بر روی پشت­ بام خوابگاه دانشجویی یكی از ساختمان‌های دانشگاه علوم پزشكی تهران انجام شد و سپس غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه ICP-MS اندازه ­گیری شد. یافته ­ها: گستره تغییرات pH بین 4/2 تا 7/1 و میانگین آن 5/1 بود كه نشان دادpH  نزولات در محدودهpH  اسیدی (pH كمتر از 5/6) قرار دارد. نتایج آنالیز "فاكتور تغلیظ"(EF)  نشان داد كه نمونه ­های مورد مطالعه با عناصر آهن و كروم تغلیظ نشده­ اند اما با فلزاتی مانند عناصر روی، كادمیم، نیكل، سرب و مس تغلیظ شده­ اند. آنالیز "تحلیل عاملی" با استفاده از ماتریس چرخیده شده "واریماكس" نشان داد كه آلاینده­ هایی نظیر آلومینیوم، آهن و كروم  دارای منشا طبیعی و آلاینده­ هایی نظیر روی، كادمیم، نیكل، سرب و مس دارای منشا مصنوعی هستند. نتیجه­ گیری: مقادیر بالای EF وpH  اسیدی نشان می­ دهد كه تهران تحت تاثیر فعالیت‌های انسانی شدیدی است. همچنین منشا آلودگی انسانی بیشتر مربوط به احتراق سوخت در فعالیت‌های صنعتی و انتشارات ناشی از ترافیك است.

Backgrounds and Objectives: Quantity of trace metals in the wet precipitation can illustrate the environmental pollution of different urban areas. Up to now, there is no study regarding the chemistry of wet precipitation in Tehran .The objectives of this study are: measurement of heavy metal concentrations and identification of the main factors affecting the heavy metal concentrations in wet precipitation using factor analysis method. Materials and Methods: This was a cross-sectional study in which measurements of heavy metals were performed in 53 wet precipitation samples collected from a central site of Tehran City, capital of Iran. The samples were collected during November to May in 2010, 2011 and 2012 on the roof of the student’s dormitory building of Tehran University of Medical Sciences and then the concentration of heavy metals in each sample was measured with ICP-MS. Results: pH ranged from 4.2 to 7.1 with a mean value of 5.1 indicating in acidic range. Result of EF calculations revealed that samples were not enriched with Fe and Cr but were enriched with Zn, Cd, Ni, Pb and Cu. Factor Component Analysis with Varimax normalized rotation showed Al, Fe and Cr are originated from crustal source and Zn, Cd, Ni, Pb and Cu are originated from anthropogenic sources.  Conclusion: EF and acidic pH values indicate Tehran is under the influence of extremely anthropogenic activities. Large number of vehicles and industrial activity in the city are undoubtedly responsible for the emission of a wide range of pollution.