محیط زیست و توسعه فرابخشی

چکیده مقدمه: امروزه آلودگی اراضی کشاورزی به فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم، روی و نیکل از منابعی نظیر کودهای شیمیایی فسفاته، کاربرد لجن فاضلاب، پساب‌های شهری و فاضلاب‌های خانگی یکی از مشکلات مهم و تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامت انسان می‌باشد. فلزات سنگین به‌دلیل غیرقابل تجزیه‌بودن و تحرک کم، آثار زیان‌بار فیزیولوژیک برای سلامتی جانداران و محیط‌زیست دارد. هنگامی که فلزات سنگین به هر وسیله‌ای وارد بدن انسان می‌شود، احتمال تحریک سیستم ایمنی بدن وجود دارد و ممکن است باعث تهوع، بی‌اشتهایی، استفراغ، ناهنجاری‌های گوارشی و درماتیت شود. به منظور رفع مشکل، ابتدا بایستی از میزان و نحوه پراکندگی آلودگی در اراضی مشکوک به آلودگی مطلع شد. سپس با شناسایی پهنه‌های با شدت آلودگی متفاوت، می‌توان در بحث آمایش سرزمین، راهکارهای مدیریتی در راستای احیای مناطق آلوده ارائه داد. هدف ازاین پژوهش، تعیین میزان آلودگی فلزات سنگین کادمیوم و مس در اراضی کشاورزی دشت شبستر با استفاده از شاخص‌های آلودگی و پهنه‌بندی آن می‌باشد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در دشت شبستر در فاصله ۷۰ کیلومتری غرب شهر تبریز و تقریباً شمال دریاچه ارومیه انجام شد. تعداد ۶0 نمونه از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری خاک تهیه و جهت انجام آزمایش‌های فیزیکوشیمیایی لازم به آزمایشگاه منتقل شد. نقاط نمونه‌برداری با استفاده از دستگاه موقعیت‌یاب جغرافیایی مشخص گردید. غلظت عناصر کادمیوم و مس در عصاره‌های تهیه گردیده از نمونه‌های خاک با استفاده از TEA و  DTPA با استفاده از دستگاه جذب اتمی (ICP) اندازه‌گیری شد. سپس شاخص‌های آلودگی شامل شاخص آلودگی (PI)، شاخص زمین‌انباشت (Igeo)، شاخص غنی‌شدن (EF) و شاخص آلودگی نمرو (PIn) محاسبه گردید. در نهایت توزیع مکانی آلودگی کادمیوم و مس در منطقه مورد مطالعه بر اساس شاخص‌های آلودگی و با استفاده از روش وزن‌دهی عکس فاصله انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد نمونه‌های خاک مورد بررسی از لحاظ شوری و میزان کربن آلی ناهمگن بوده، اما از لحاظ میزان آهک همگن بود. میانگین غلظت کادمیم ۰۵۱/۱ میلی‌گرم بر کیلوگرم و افزون‌تر از حد بالایی استاندارد جهانی به مقدار ۳۵/۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم و کمتر از حد بالایی استاندارد ایران به مقدار ۶/۳ میلی‌گرم بر کیلوگرم است. خاک‌های منطقه از لحاظ PI، در کلاس آلودگی متوسط برای کادمیوم (۰۵/‍۱= PI) و آلودگی کم برای مس (۰۳/‍۰= PI) و از لحاظ شاخص Igeo، در کلاس آلودگی متوسط تا زیاد برای کادمیوم (۸۳/‍۲= Igeo) و غیرآلوده برای مس (۰۵/‍۵- = Igeo) قرار داشت. از لحاظ شاخص غنی‌شدن در کلاس آلودگی بسیار زیاد برای کادمیوم (۱/‍۷۶= EF) و در کلاس کمینه آلودگی برای مس (۳۵/۰= EF) قرار داشت. 
بحث: نتایج شاخص آلودگی نمرو (PIn) نشان داد که خاک‌های منطقة مورد مطالعه در کلاس کمی آلوده نسبت به عنصر مس قرار دارد (۳۸/۱= PIn). توزیع مکانی پیش‌بینی شده توسط روش ریاضی وزن‌دهی عکس فاصله برای شاخص‌های آلودگی (PI، Igeo و EF) نشان داد که اراضی با کاربری کشاورزی، دارای بیش‌ترین مقدار این شاخص برای کادمیوم بود و در کلاس‌های آلودگی بسیار زیاد تا متوسط قرار گرفت و آلودگی فلز مس، در کلاس آلودگی کم تا غیرآلوده قرار داشت. برای کاهش آلودگی خاک‌ها به فلزات سنگین، استفاده از فن‌آوری سبز یا گیاه‌پالایی پیشنهاد می‌گردد. 

چکیده مقدمه: مناطق حفاظت شده ابزارهایی حیاتی در مدیریت و حفاظت از محیط زیست خشکی و دریایی هستند. با این حال، تضاد بین اولویت­‌های حفاظتی و برداشت منابع از مناطق حفاظت شده روز به روز در سراسر جهان حال افزایش است. پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته به واسطه تنوع زیستی بالا از ارزش حفـاظتی برخـوردار است، ولی در سال­‌های اخیر به دلیل جاذبه­‌های غنی معدنی به شدت مورد بهره‌­برداری قرار گرفته است. از این رو، مطالعه حاضر به بررسی غلظت کادمیوم خاک و گیاه درمنه دشتی، عامل انتقال و عوامل مؤثر در بروز آن پرداخته است.
مواد و روش‌ها: 45 نمونه­ خاک از عمق 0 تا 30 سانتی­متر و برگ گیاه درمنه دشتی (Artemisia sieberi) در 15 نقطه در منطقه دشتی پارک ملی و پناهگاه حیات‌وحش موته (با وسعت 423 کیلومترمربع) برداشت و غلظت کادمیوم نمونه‌­ها توسط دستگاه جذب اتمی مدل محاسبه شد. جذب کادمیوم توسط گیاه با استفاده از عامل انتقال محاسبه و تفسیر شد. با استفاده از روش معکوس فاصله وزنی در نرم افزار GIS، نواحی آلوده به کادمیوم در بخش خاک و گیاه تعیین و وسعت و موقعیت مکانی نواحی با غلظت کادمیوم بیش از mg/kg 5 در خاک و بیش از mg/kg 2/0 در برگ گیاه بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی و  آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا شناسایی شد. درنهایت از مدل­های رگرسیون خطی، لگاریتمی، توانی، نمایی و چندجمله­ای برای بررسی اثر حمل و نقل جاده­ای در آلودگی به کادمیوم استفاده شد.
نتایج: متوسط غلظت کادمیوم در گیاه و خاک (mg/kg) به ترتیب برابر با  11/0 ± 39/0 و  15/0 ± 97/2 بدست آمد. بیشترین غلظت خاک این عنصر در میانه­‌های منطقه برابر با mg/kg 69/0 ± 00/15 بدست آمد که با حرکت به سمت قسمت­‌های جنوبی منطقه، به تدریج از غلظت آن کاسته شد. بیشترین غلظت این عنصر در برگ­های گیاه درمـنه در بخـش­های شمـالـی ناحیـه بـرابـر با mg/kg 09/0 ± 62/0 بود و کمترین مقدار نیز در بخش میانی (mg/kg 32/0 ± 05/0) ثبت گردید. عامل انتقال بین دو مقدار 005/0 تا 544/0 با متوسط 93/4 قرار داشت. بر اساس حد استاندارد mg/kg 5 کادمیوم در خاک، وسعتی برابر با 80/20 درصد از منطقه به عنوان ناحیه آلوده به این عنصر شناخته شد، حال آن‌که با در نظر گرفتن مقدار مجاز mg/kg 2/0 در گیاه، بخش­های بسیار زیادی از پوشش گیاهی منطقه (بیش از 95 درصد) آلوده به کادمیوم شناسایی شد. بهترین مدل رگرسیونی در حالت مدل نمایی با مقدار ضریب تشخیص 301/0 نشان داد که حمل و نقل جاده­ای به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل انسانی موجب افزایش آلودگی خاک و گیاه درمنه دشتی موته به کادمیوم شده است.
بحث: اکتشاف طلا و احداث معادن متعدد در منطقه موته و همچنین احداث کنارگذرهای شمال استان اصفهان باعث شد تا تهدیدات زیادی متوجه اکوسیستم و گونه­‌های این ناحیه شود. بر اساس نتایج بدست آمده، خاک­‌های منطقه دشتی موته به عنصر کادمیوم آلوده شده است. غلظت بالای این عنصر در خاک­‌های اطراف جاده‌­ها و کاهش غلظت آن­ها با افزایش فاصله از جاده معیاری از اثر حمل و نقل جاده­ای بر افزایش آلودگی خاک است. بر این اساس، جلوگیری از احداث راه‌­های مواصلاتی در مناطقی با اکوسیستم­‌های ارزشمند، افزایش کیفیت سوخت و خودروها و همچنین کاهش بار ترافیکی از جمله مهم‌ترین راهکارها برای حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی به عناصر سمی بالقوه است.

چکیده مقدمه: بررسی عامل تأثیرگذار بر حرکت آب و املاح در خاک و استفاده از مواد اصلاح‌کننده جدید مانند نانو ذرات معدنی و بیوچار‌ها می‌تواند کمک شایانی به مدیریت صحیح اراضی برای کاهش آبشویی نیترات از خاک و جلوگیری از آلودگی آب‌های زیر‌زمینی نماید. از آن‌جا که در سال‌های اخیر مطالعات بسیاری بر روی استفاده از زغال زیستی در سیستم‌های زراعی با هدف اولیه ترسیب کربن آلی در خاک و درنتیجه کاهش گازهای گلخانه‌ای انجام شده است، اثر آن بر دیگر فرآیندهای خاک از جمله آبشویی نیترات نیز مورد توجه قرار گرفته است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر نانو ذرات معدنی و بیوچار حاصل از بقایای گیاه گندم بر آبشویی نیترات از خاک و پایداری خاکدانه است.
مواد و روش‌ها: تیمارهای مورد استفاده شامل سه تیمار زئولیت، کلوزیت و بیوچار، هر‌کدام در دو سطح (ده و پنجاه گرم در هر کیلوگرم خاک) و سه تکرار بود. ستون‌های خاک مورد‌ استفاده در این تحقیق، لوله‌های پلیکا (PVC) به قطر 3 سانتی‌متر و ارتفاع 40 سانتی‌متر بودند. برای وارد کردن نیترات به ستون‌های خاک از کود اوره حاوی 46 درصد نیتروژن خالص استفاده شد. میزان کود اوره مطابق نیاز کودی گیاه ذرت که معمولاً 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار می‌باشد، در نظر گرفته شد. کود اوره به‌صورت محلول برای هر ستون خاک آماده و در هفته اول و پنجم به تمام ستون‌های خاک اضافه شد. آبیاری ستون‌های خاک نیز بر اساس وزن آب از دست رفته از ستون خاک شاهد به روش وزنی و با حدود 15 درصد آبشویی برای خروج زهاب انجام شد. تعداد آبیاری‌ها شامل 8 آبیاری هفته‌ای یک آبیاری و میزان آب واردشده به هر ستون در هر آبیاری حدود 60 میلی‌لیتر بود. غلظت نیترات محلول‌های مورد آزمایش با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری تعیین گردید. پس از هشت هفته از اضافه شدن تیمارها به خاک مورد آزمایش میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در نمونه شاهد و تیمارها اندازه‌گیری شد و با میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها در نمونه شاهد قبل از آزمایش و بعد از پایان آزمایش مقایسه شدند.
نتایج: در طول زمان آزمایش میزان نیترات خروجی از ستون‌های خاک در تیمارهای حاوی ده گرم و پنجاه گرم از هر یک از از اصلاح کننده‌های بیوچار، زئولیت و کلوزیت نسبت به نمونه شاهد به‌طور معنی‌داری (p<0.5) کاهش داشته است. در تمام هفته‌های آزمایش، تیمار پنجاه گرم بیوچار کمترین آبشویی نیترات را نسبت به تیمار پنجاه گرم زئولیت و پنجاه گرم کلوزیت داشته است. به‌طورکلی، نتایج نشان داد که افزودن بیوچار و نانو ذرات معدنی به خاک در سطح پنج درصد وزنی موجب کاهش معنی‌دار (p<0.5) آبشویی نیترات شد.
بحث: بر اساس نتایج به‌ دست‌آمده در تحقیق حاضر و مطالعات قبلی انجام ‌شده به ‌طور قطعی می‌توان بیان کرد که افزودن بیوچار به خاک سبب بهبود شرایط فیزیکی خاک و کاهش آبشویی نیترات از خاک می‌شود. همچنین با افزایش مصرف زئولیت و کلوزیت پایداری خاکدانه‌ها بیشتر و میزان نیترات خروجی از ستون خاک کم شده و درنتیجه آلودگی‌های آب‌های زیرزمینی به نیترات کمتر خواهد شد.

چکیده با هدف کاهش حلالیت فلزات نیکل، کادمیم، سرب، روی و کبالت باطله فیلتر کیک حاصل از فرآوری روی، نمونه ­ای از باطله­ های مذکور از محل انباشت در استان زنجان جمع­آوری شدند. خصوصیات شیمیایی آن­ها با استفاده از آنالیزهای XRF و XRD اندازه­گیری شدند. سپس، این باطله­ ها با تثبیت کننده ­های آهک، گل قرمز، سیمان و سرباره ذوب آهن (GGBFS) به ترتیب با درصدهای 0-10%، 0-3%، 0-2% و 0-6% نمونه مخلوط شدند. به منظور بررسی میزان کاهش حلالیت عناصر فلزی، فرآیند عصاره ­گیری از نمونه ­ها با محلول 05/0 مولار EDTA انجام گرفت و عناصر فلزی این عصاره ­ها با جذب اتمی اندازه­ گیری شدند. نتایج نشان می­دهد نمونه­ هایی که با ترکیبی از هر دو تثبیت­ کننده آهک و گل ­قرمز ساخته شده­اند، میزان حلالیت همه فلزات به جز سرب را 45 تا 50 درصد کاهش داده است. مقایسه طیف XRD نمونه شاهد و نمونه تثبیت یافته نشان می­دهد که فرم سولفاتی PbSO₄ نمونه شاهد، به فرم کربناتی PbCO₃ در نمونه حاوی آهک و گل قرمز که دارای حلالیت بیشتری می ­باشد تغییر یافته است. این تغییر عامل اصلی افزایش حلالیت سرب (87%) در این نمونه ها بوده است. سیمان و سرباره مؤثرترین افزودنی در کاهش حلالیت سرب در فیلتر کیک، بوده­اند. مطابق با طیف XRD، فرم PbSO₄ در نمونه شاهد، پس از اختلاط با سیمان و سرباره به­ طور قابل توجهی (100%) کاهش یافته است که این مهم، دلیل کاهش حداکثری حلالیت سرب قابل استخراج در نمونه بوده است.

چکیده این مطالعه، به منظور بررسی و مقایسه وضعیت آلودگی گرد و غبار راسب­شونده و خاک عمقی (10- 25 سانتی ­متر) به فلزات سنگین کادمیوم، سرب و روی در جهت وزش باد غالب (شمال ­غرب– جنوب ­شرق) محل دفن زباله شهر خاش اجرا شد. ﺍﺑﺘﺪﺍ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺑﻪ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻭﺿﻌﻴﺖ کنونی محل دفن زباله پرداخته و سپس نمونه­ ها از 10 ایستگاه در منطقه مورد مطالعه در دی ماه 1392 تهیه گردید. پس از آماده­ سازی نمونه­ ها غلظت فلزات سنگین مورد مطالعه با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه­ گیری شد. مقادیر شاخص زمین انباشتگی، CF و ریسک اکولوژیکی با استفاده از فرمول محاسبه گردیدند. میانگین غلظت کادمیوم، سرب و روی در گرد و غبار راسب­ شونده به ترتیب 3/28، 83/1، 1190/65 میلی­ گرم بر کیلوگرم و در خاک عمقی به ترتیب 3/98، 114/21 و 1885/32 میلی­ گرم بر کیلوگرم شد. شاخص I_geo در رده آلودگی متوسط تا شدید، فاکتور آلودگی درجه آلودگی خیلی قوی و ریسک اکولوژیکی در رده قابل توجه اندازه­ گیری شد. نتایج آنالیزداده ­ها نشان داد ایستگاه شاهد 1 تقریباً بدون آلودگی و سایر ایستگاه ­ها آلودگی قوی از نظر عناصر سنگین روی، سرب و کادمیوم داشته­ اند.

چکیده باوجود گذشت یک دهه از شروع مدیریت پایدار پسماندها با استفاده از رویکرد R3 (کاهش در مبدأ، استفاده مجدد و بازیافت)، تابه‌حال کاربرد این رویکرد در کمینه‌سازی پسماندهای پتروشیمی در ایران به­کار گرفته نشده است. ازاین‌رو در این تحقیق به بررسی کاربرد این رویکرد بر روی پسماندهای تولیدی مجتمع الفین یازدهم منطقه ویژه اقتصادی پارس جنوبی پرداخته ‌شده است. نتایج بررسی نشان می‌دهد که در این مجتمع سالانه حدود 265 تن پسماند صنعتی و 408 تن پسماند غیرصنعتی تولید می‌شود که شیوه دفع آن غالباً به‌صورت دفن در لندفیل‌های شهری است. ازاین‌رو پسماندهای تولیدی مجتمع با استفاده از ضرایب درصد وزنی و درجه خطرناکی، امتیازبندی شده و پسماندهایی که امتیاز بیشتر از 8 کسب کرده‌اند به‌عنوان پسماندهای حائز اولویت کمینه‌سازی انتخاب گردیدند. از 11 پسماند حائز اولویت کمینه‌سازی، 7 پسماند جز پسماندهای خطرناک و 4 پسماند جز پسماندهای غیرخطرناک مجتمع هستند. درنهایت راهکارها و روش‌های کمینه‌سازی پسماندهای حائز اولویت کمینه‌سازی ارائه ‌شده است که نشان‌دهنده اولویت بالای روش بازیافت برای پسماندهای تولیدی مجتمع الفین یازدهم است. این مطالعه می‌تواند به‌عنوان مثالی از یک سیستم پایدار کمینه‌سازی پسماند در صنعت پتروشیمی مورد استفاده قرار گیرد.