آلودگي و گونه سازي فلزات سنگين در رسوبات بستر رودخانه سياهرود (منطقه قائم‌شهر استان مازندران)

Contamination and fractionation of heavy metals in bedload sediments of the Siahrood River (QaemShar areaMazandaran Province)

هدف از اين مطالعه بررسي تغييرات غلظت فلزات سنگين، ارزيابي شدت آلودگي و تعيين گونه‌هاي ژئوشيميايي غالب فلزات در رسوبات بستر رودخانه سياهرود در استان مازندران است. براي اين منظور در طول اين رودخانه و از محل سرچشمه تا محل تخليه آن به درياي خزر تعداد 15 نمونه رسوب برداشت گرديد. ضمن اندازه‌گيري غلظت كل فلزات (Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, As, Cd) و برخي خواص فيزيكوشيميايي (pH، درصد ماده آلي و درصد رس) نمونه‌هاي رسوب، فازهاي ژئوشيميايي فلزات موجود در آنها نيز با استفاده از روش استخراج ترتيبي 4 مرحله‌اي تعيين گرديد. نتايج به دست آمده به طور كلي نشان داد كه تغييرات غلظت بيشتر فلزات در طول رودخانه روندي غيريكنواخت داشته كه علت آن آلاينده‌ها به ويژه در نقاط نزديك به مناطق شهري و ايستگاه‌هاي آخر نمونه‌برداري و همچنين تأثير پارامترهاي فيزيكوشيميايي رسوب از جمله محتواي ماده آلي و درصد رس بر غلظت فلزات است. ارزيابي شدت آلودگي با محاسبه ضريب زمين‌انباشت نيز آشكار ساخت كه رسوبات رودخانه سياهرود نسبت به سرب و كادميم آلودگي متوسط و نسبت به ساير فلزات آلودگي كم نشان مي‌دهند. ضمناً دو فلز اول (سرب و كادميم) با هيچ يك از پارامترهاي فيزيكوشيميايي رسوب رابطه آماري معنادار نشان نمي‌دهند درحاليكه فلزات ديگر با درصد رس و درصد ماده آلي رسوبات رابطه معني‌داري نشان مي‌دهند. نتايج حاصل از آناليز استخراج ترتيبي نشان داد كه بيش از 50 % از غلظت كل دو فلز سرب و كادميم در فاز اول (تبادل پذيرF1) و ساير فلزات (روي و نيكل) عمدتاً در فاز بازماندي خاك تجمع يافته‌اند. اين مسئله مبين آن است كه دو فلز Pb و Cd عمدتاً بر اثر فعاليت‌هاي انساني در رسوبات بستر رودخانه سياهرود تجمع يافته‌اند در حاليكه عوامل طبيعي (زمين زاد) را مي‌توان به عنوان عامل اصلي تجمع دو فلز روي و نيكل در بخش سيليكات‌هاي رسوبات بستر رودخانه سياهرود به حساب آورد.

The main objective of the present study is to evaluate variation, contamination and speciation of heavy metals in bed sediments of the Siahrood River in Mazandaran Province. For this purpose, fifteen sediment samples were collected along the main channel of the river. In addition to total content of heavy metals and selected physiochemical properties of the sediments, geochemical species of heavy metals were determined operationally using the modified BCR method. The obtained results generally showed that there is a wide variation in heavy metal concentrations in the sediments, probably due to anthropogenic inputs into the river and effect of physicochemical properties of the sediments (organic matter and clay content) on the heavy metals variability. The calculated Igeo (Geoaccumulation index) for each metal also revealed that sediments are moderately or strongly contaminated in terms of Pb and Cd whereas not or slightly contaminated with respect to other heavy metals, suggesting an anthropogenic source for Pb and Cd and a mostly geogenic origin for Ni, Zn, and Cr (Arsenic is probably of a mixed source). The results of BCR method indicated that Pb and Cd are predominately incorporated into the first fraction (F1, acidsoluble fraction) while Zn and Ni are mainly associated with residual fraction (F4) confirming the concluded remarks on discrimination of heavy metals origins in the sediments.