عوامل موثردر ایجاد غلظت فلزات سنگین در گردوغبار هوای کلانشهر تهران و مخاطرات آن

نوع مقاله : پژوهشی کاربردی

نویسندگان

1 دکتری مخاطرات آب و هوا، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 استاد گروه اقلیم شناسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

فلزات سنگین موجود در گرد و غبار هوا، جزء خطرناک­ترین آلاینده­هایی است که سلامتی انسان و محیط را مورد تهدید جدی قرار می­دهد. هدف پژوهش حاضر شناسایی عوامل افزایش غلظت فلزات سنگین (Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Se, Si, V, Zn) موجود در گردوغبار ریزشی هوای کلانشهر تهران و بررسی وضعیت آلودگی و پراکندگی آن روی ایستگاه­های مورد مطالعه است. بدین منظور 28 نمونه غبار ریزشی در زمستان 1396 از مناطق مختلف تهران جمع­آوری شد. آنالیز XRF غلظت عناصر سنگین موجود در آن را مشخص کرد. با روش تجزیه مؤلفه اصلی(PCA)، 15 عنصر سنگین مورد مطالعه، در سه عامل خلاصه شد. سپس عامل­های استخراج شده، با روش آماری تجزیه خوشه­ای(CA)  و با استفاده از روش ادغام وارد گروهبندی شد. جهت تعیین پراکندگی فضایی هر عامل در منطقه­ی مورد مطالعه، از روش درون­یابی کریجینگ در GIS استفاده شد. نتایج وجود سه عامل طبیعی، انسانی و ترکیبی از عامل­های طبیعی و انسانی را در افزایش غلظت فلزات سنگین در غبار ریزشی کلانشهر تهران نشان داد. عوامل طبیعی در شمال تهران، عوامل انسانی در شرق تهران و ترکیبی از عامل­های طبیعی و انسانی در جنوب تهران در آلودگی غبار ریزشی به فلزات سنگین نقش بیشتری داشت. تحلیل نتایج نشان داد تراکم جمعیت، ترافیک و حجم تردد، بخصوص تردد خودروهای سنگین و دیزلی، صنایع و معادن، الگوی توپوگرافی، الگوی پوشش گیاهی، الگوی باد غالب و وضعیت پایداری هوا در غلظت عناصر سنگین موجود در غبار ریزشی تهران نقش دارد. بنابراین برای مدیریت و کنترل آلودگی، گسترش و بهینه­سازی حمل و نقل عمومی و گسترش فرهنگ استفاده از آن (بخصوص مترو) مخصوصاً در نیمه­ی شرقی تهران و ایجاد پوشش گیاهی بیشتر و مرتفع­تر در مناطق حاشیه غربی و جنوبی شهر تهران پیشنهاد می­گردد.

کلیدواژه‌ها


[1]. ارسلانی، فاطمه (1398). «آنالیز غبار ریزشی شهر تهران و بررسی منشأ آن»، رساله دکتری مخاطرات آب و هوا، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران.
[2]. بازگیر،سعید؛ قدیری معصوم، مجتبی؛ شمسی­پور، علی­اکبر؛ سیدی سرنجیانه، شیوا (1394).« تحلیل رابطه آلودگی هوای تهران با ترافیک و شرایط جو برای کاهش مخاطرات»، دانش مخاطرات، دوره 2، شماره 1، ص 49-35.
[3]. ثنایی، مریم؛ خانمحمدی، مجید؛ محمدی، حسین(1394). «تحلیل اثر سینوپتیکی رخداد مخاطره­آمیز موج گرمای تابستان 1392 و فوت ناشی از آلودگی شهر تهران»، دانش مخاطرات، دوره 2، شماره 1، ص 83-67.
[4]. حسینی­نژاد، فریناز؛ بهبهانی­نیا، آزیتا؛ و منصوری، نبی­اله (1398). «تعیین غلظت فلزات سنگین(وانادیوم، سرب، نیکل، کادمیوم) در گردوغبار و مقایسه با شاخص آلودگی و زمین­انباشت(مطالعه موردی: مرکز شهر تهران»، مطالعات علوم محیط زیست، دوره 4، شماره 4، ص 1943-1948.
[5]. رضایی، محمد؛ احمدی، امینه؛ و باقری، مهدی (1399). «شناسایی مولفه های مدارس هوشمند بر اساس رویکرد سازنده گرایی »، توسعه ی آموزش جندی شاپور، دوره 11، ص 127-115.
[6]. سامانی، مریم؛ گلچین، احمد؛ علیخانی، حسینعلی؛ بایبوردی، احمد (1399).«ارزیابی خطر سلامت سرب در گردوغبارهای اتمسفری شهر تهران در فصل­های مختلف»، مجله دانشکده بهداشت و انستیتو تحقیقات بهداشتی، دوره 18، شماره3، ص 306-289.
[7]. صفوی، سید یحیی؛ و علیجانی، بهلول ( 1385).« بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران»، پژوهش­های جغرافیایی، دورۀ 38، شمارۀ 58، ص 112-99. 
[8]. علیجانی، بهلول (1381). اقلیم شناسی سینوپتیک، انتشارات سمت.
[9]. علیجانی، بهلول (1394).«تحلیل فضایی»،تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال 2، شماره 3، ص 14-1.
[10]. علی طالشی، محمدصالح؛ معین الدین، مظاهر؛ فیض­نیا، سادات؛ و اسکوئیزاتو، استفانیا (1398).« آلودگی فلزات سنگین در ذرات غبار خیابانی شهر تهران در سال 1397: ارزیابی غنای فلزی و درجه آلودگی»، مجله مهندسی بهداشت محیط، سال 7، شماره 2، ص 194-179.
 [11]. کرمانی، آذر؛ اکبری، مهری؛ علیجانی، بهلول، مفاخری، امید(1394). «تحلیل آماری-همدیدی غلظت آلاینده مونواکسیدکربن براساس سمت و سرعت باد و مخاطره آن در شهر تهران»، دانش مخاطرات، دوره2، شماره 4، ص450-439.
[12]. مرکز آمار ایران (1395). گزیده نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن.
[13]. مسعودیان، ابوالفضل (1388). «نواحی بارشی ایران»، جغرافیا و توسعه، دورۀ 7، شمارۀ 13، ص 79-91.
[14]. Aguilera, A.; Armendariz, C.; Quintana, P.; Garcia-Oliva.; Bautista, F.; (2019). “Influence of land use and road type on the elemental composition of urban dust in a Mexican metropolitan area”, Polish Journal of Environmental Studies, V. 28(3): 1535–1547. DOI: 10.15244/pjoes/90358
[15]. Ali, H.; Khan, E.; & Ilah, I.; (2019) . Contamination Evaluation and Source Identification of Heavy Metals in the Sediments from the Lishui River Watershed, Southern China Journal of Chemistry ;4:1-14. DOI:10.1155/2019/6730305
[16]. Al-Khashman, O. A. (2007). “The investigation of metal concentrations in street dust samples in Aqaba city, Jordan”, Environmental Geochemistry Health, V. 29, pp: 197–207. DOI 10.1007/s10653-006-9065-x
[17]. Alloway, B.J; (1995). “Soil Pollution and Land Contamination, in Pollution causes, Effects and Controlled”, R. M, Harrison. Cambridge: The Royal Society of Chemistry (1995), pp.318.
[18]. Azimzadeh, H.R.; Fallahzadeh, R.A.; Ghaneian, M.T.; Almodaresi, S.A.; Eslami, H.; & Taghavi, M. (2017). “Investigation of chemical characteristics and spatiotemporal quantitative changes of dust fall using GIS and RS technologies; a case study, Yazd city, central plateau of Iran”, Environmental Health Engineering and Management Journal, V. 4, pp: 45–53. doi 10.15171/EHEM.2017.07.
[19]. Baghaie, A.H.; & Ahmadi, A. (2019). “Assessment of Pb, Cd, and Zn in Isfahan’s air dust during 2015-2017 (A case study: North, West, and East Stations of Isfahan)”, Advances in Environmental Health Research, V. 7, pp:18-24. DOI: 10.22102/JAEHR.2019.151151.1106
[20]. Barbalace, K. (2007). “Periodic Table of Elements”,  Environmental Chemistry.com. Retrieved 2007-04-14
[21]. Berivan, H. M. (2021). “Measurement of Fall Rate and Analysis of Atmospheric Falling Dust in Duhok Governorate of Iraq by Using Atomic Absorption Spectrometry and X-ray Diffraction”, Journal of Physics: Conference Series; 2nd Annual International Conference on Information and Sciences (AiCIS) 2020. doi:10.1088/1742-6596/1829/1/012001.
[22]. Budai, P.; Clement, A.; (2018). “Spatial distribution patterns of four traffic-emitted heavy metals in urban road dust and the resuspension of brake-emitted particles: findings of a field study”. Transportation Research Part D: Transport and Environment. V. 62, pp: 179–185. https://doi.org/10.1016/j. trd.2018.02.014
[23]. Chirenje, T.; MA, L. Q.; Chen, M.; & Zillioux, E. (2003). “Comparison between background concentrations of arsenic in urban and non-urban areas of Florida”, Advances in Environmental Research, V.8, pp:137-146. DOI:10.1016/S1093-0191(02)00138-7
[24]. Csavina, J.; Field, J.; Taylor, M. P.; Gao, S.; Landazuri, A.; Betterton, E.A.; & Saez, A.E. (2012). “A review on the importance of metals and metalloids in atmospheric dust and aerosol from mining operations”, Science of the Total Environment. V. 433, pp: 58–73. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.06.013
[25]. Dehghani, S.; Moore, F.; Keshavarzi, B.; & Beverley, A.H. (2017). “Health risk implications of potentially toxic metals in street dust and surface soil of Tehran, Iran”, Ecotoxicology and Environmental Safety, V.136, pp:92-103.
[26]. Duong, T.T.; & Lee, B.K. (2011). “Determining contamination level of heavy metals in road dust from busy traffic areas with different characteristics”, Environmental Management, V. 92, pp: 554-562. doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.09.010
[27]. Goossen, D.; & Offer, Z. (2000). “Wind tunnel and field calibrathon of six eolian dust samplers”, Atmospheric Environemt, V. 34, pp: 1043-1057. doi.org/10.1016/S1352-2310(99)00376-3
[28]. Hu, X.; Zhang, Y.; Lou, J ; Wang, T. ; Lian, H. ; & Ding, Z.(2011). “Bioaccessibility and health risk of arsenic, mercury and other metals in urban street dusts from a mega-city, Nanjing, China”, Environmental Pollution, V.159(5), pp.1215-122.
[29]. Jia, Q.; & Hung, Y. (2008). “Coarse dust around mining areas-A study of available dust collectors and their efficiency”, Lulea University of Technology, department of Civil and Environmental Engineering, Division of soil Mechanics and Foundation Engineering.
[30]. Jiries, A. (2003). “Vehicular Contamination of Dust in Amman, Jordan”, The Environmentalist, V. 23, pp: 205-210. doi.org/10.1023/B:ENVR.0000017390.93161.99
[31]. Kumari, Sh.;  Jain, M.K .; S. P, Elumalai, S.P.; (2021). “Assessment of Pollution and Health Risks of Heavy Metals in Particulate Matter and Road Dust Along the Road Network of Dhanbad, India”, Health and Pollution , V. 11(29), pp: 4-12. doi: 10.5696/2156-9614-11.29.210305
[32]. Sutherland, R.A. (2000). “Bed sediment-associated trace metals in an urban stream, Oahu, Hawaii”., Environmental Geology, V.39, pp: 611–627.
[33]. Taghavi,S.N., Kamani ,H., Dehghani,M.H., Nabizadeh,R., Afshari, N.,  Mahvi, A.H. (2019). “Assessment of HeavyMetals in Street Dusts of Tehran Using Enrichment Factor and Geo-Accumulation Index”, Health Scope, V. 8, pp:1-10.
[34]. Tamrakar, C.S .; & Shakya, P.R.; (2011). “Assessment of Heavy Metals in Street Dust in Kathmandu Metropolitan City and their Possible Impacts on the Environment”, Analytical and Environmental Chemistry, V. 12, pp: 32-41.
[35]. Tan, B.; Wang, H.; Wang, X.; Ma, C.; Jing Zhou, J.; & Dai, X.; (2021).Health Risks and Source Analysis of Heavy Metal Pollution from Dust in Tianshui, China”,Mineral, V.11(5), pp: 1-19. DOI:10.3390/min11050502
[36]. Yang, Sh. ;  Liu, J. ;  Bi, X. ;  Ning, Y. ;  Qiao, Sh.; Q, Yu, Q.; &  Zhang, J.; (2020). “Risks related to heavy metal pollution in urban construction dust fall of fast-developing Chinese cities”, Ecotoxicology and Environmental Safety, V. 197(40), pp: 1-14. DOI:10.1016/j.ecoenv.2020.110628
[37]. Yongming, H.; Peixuana, D.; Junjib, C. E.; & Posmentier, S. (2006). “Multivariate analysis of heavy metal contamination in urban dusts of Xi’an, Central China”, Science of the Total Environment, V. 355, pp: 176– 186.