ارزیابی غبار حاصل از توسعه صنعتی و معدنی با معیار تشخیص از طریق خاک در فاصله تا 30 کیلومتر غرب شهر یزد

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

گروه مدیریت و احیای مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده
مقدمه: توسعه نامتناسب صنعتی و معدنی در حومه شهرهایی با آب و هوای بیابانی (نیمه گرمسیری خشک) می‌تواند منجر به ایجاد آلودگی گرد و غبار شود. خاک‌های حاشیه شهر یزد به طور طبیعی از نوع خاک‌های آبرفتی با بافت سطحی شنی لومی متوسط، بدون لایه محدود کننده و بدون شوری است. پوشش گیاهی خاک‌ها از نوع مرتعی ضعیف تا متوسط با گونه‌های غالب بوته‌ای درمنه و درختچه‌ای گز در آبراه‌ها است. وجود ذرات معلق در هوای ناحیه مورد مطالعه می‌تواند علاوه بر خطرات بهداشتی و بیماری‌های تنفسی از جنبه فیزکی بر تابش خورشید از نظر فیزیک نور تأثیر بگذارند و شرایطی مانند گازهای گلخانه‌ای و گرم شدن موضعی هوا را سبب گردد. در این تحقیق کانون‌های آلودگی گرد و غبار حاشیه غرب شهر یزد تا 30 کیلومتری از مرکز شهر که موقعیت استقرار صنایع فلزی و معادن شن و ماسه بود مورد بررسی قرار گرفت. برای تأیید اثر آلودگی‌های گرد و غبار از شاخص بررسی و رده‌بندی خاک و احتمال تغییر خاک از حالت طبیعی استفاده گردید. 
مواد و روش‌ها: غلظت ذرات معلق در هوا در منطقه مورد مطالعه که در آن صنایع مختلف قرار دارند توسط دستگاه نمونه‌بردار غبار قابل حمل هاز داست مدل 5000 در موقعیت‌های استقرار صنایع و معادن در شرایط هوای آرام اندازه‌گیری شد. برای این منظور غلظت غبار هوا در مجاور سطح زمین با فیلترهای 0/10، 5/2 و 0/1 میکرون اندازه‌گیری شد. همچنین از گرد و غبار مناطق مختلف مورد مطالعه، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی همراه با آنالایزر تکمیلی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (SEM-EDX) تصویربرداری و آزمایش کمی به‌عمل آمد. برای بررسی اثر ذرات معلق بر روی خاک و به دست آوردن اثرات گرد و غبار، از خاک در مناطق حاشیه صنایع فولاد و معادن شن و ماسه در فاصله تا 30 کیلومتری غرب شهر یزد به صورت جداگانه نمونه‌برداری انجام شد.
نتایج: از نتایج به‌دست‌آمده تیپ‌های خاک از نظر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی و رده‌بندی شناسایی گردید. مناطق دارای گرد و غبار صنعتی فلزی با منشاء کارخانه‌های فولاد آلیاژی با ذرات معلق کمتر از یک میکرون بیشتر در مقایسه با گرد و غبار معادن شن و ماسه با غلظت بیشتر ذرات معلق کمتر از ده میکرون قابل تفکیک بود. در ناحیه مطالعه با رسوب  ذرات معلق بر روی خاک ضمن تغییر در ویژگی‌های افق‌های سطحی، مانند رنگ خاک، شرایط برای تشکیل افق لازم جهت ایجاد خاک صنعتی یا تکنوسول طبق طبقه‌بندی خاکWRB  (2015) اثبات گردید. در نتیجه بیش از 95 درصد خاک‌ها به مخلوطی از خاک طبیعی و تکنوسول‌ها (خاک صنعتی) تبدیل شده بودند که آن به دلیل  توسعه صنعتی و معدنی در ناحیه مورد مطالعه بود.
بحث: معادن شن و ماسه و کارخانه‌های فولاد توانسته‌اند روند بیابان‌زایی ناشی از انسان در یزد را تشدید کنند. اگرچه کار تخصصی این پژوهش در زمینه جغرافیای طبیعی و خاک‌شناسی است، می‌توان انتظار داشت که وجود ذرات معلق بر سلامت انسان و همچنین سایر اجزای مرتبط با اکوسیستم بیابانی موجود مانند پوشش گیاهی و بیوم خاک نیز تأثیر داشته باشد. از آنجایی که خاک‌های بیابانی مانند خاک‌های یزد از زیست‌بوم بیابانی آن جدایی ناپذیر است، می‌توان نتیجه گرفت که با تغییر خاک از حالت طبیعی به صنعتی، خاک، مراحل تخریبی خود را طی کرده باشد. در نتیجه می‌توان احتمال بیابان‌زایی انسانی در حاشیه شهر یزد را مطرح نمود. از این رو بررسی بیشتر این موضوع توسط کارشناسان مربوطه ضروری است تا علاوه بر بحث حفاظت از خاک، به جنبه‌های بهداشتی و به ویژه سلامتی انسان نیز توجه گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1. Adebiyi, A.P., Adigun, H.O., Lawal, K.J., Salmai, K.D., Adekunle, V.A.J. and Oyekakin, J.A., 2021. Impact of Cement Dust on Physical and Chemical Nutrients Properties of Forest Topsoil, J. Appl. Sci. Environ. Manage., Vol. 25(5), pp. 695–700.
2. Aghasi, B., Jalalian, A., Khademi, H. and Besalatpour, A.A., 2019. Relationship between dust deposition rate and soil characteristics in an arid region of Iran, Atmósfera, Vol. 32, No. 2., pp. 115–128, DOI: 10.20937/atm.2019.32.02.03.
3. Akhavan-Ghalibaf, M., 2004. Investigating the effects of development in the environment of Yazd city, General Department of Environment of Yazd province. Published in Yazd University. 45 p. (In Persian with English abstract)
4. Alpert, P., Kaufman, Y.J., Shay-El, Y., Tame, D., Da Silva, A., Schubert, S. and Joseph, Y.H., 1998. Quantification of Dust-Forced heating of the Lower Troposphere, Nature, Vol. 395, pp. 367370.
5. Bergin, M.H., Goroi, C., Dixit, D., Schauer, J.J. and Shindell, D.T., 2017. Large Reductions in Solar Energy Production Due to Dust and Particulate Air Pollution, Environ. Sci. Technol. Lett., Vol. 4, pp. 339344.
6. Cattle, S.R., Mctainsh, G.H. and Elias, S., 2009. Aeolian dust deposition rates, particle-sizes and contributions to soils along a transect in semi-arid New South Wales, Australia, Sedimentology, DOI: 10.1111/j.1365-3091.2008. 00996.x.
7. Eger, A., 2011. The effectiveness of actively accumulating dust in rejuvenating soils and ecosystems in a super-humid, high weathering and leaching environment, West Coast, South Island, New Zealand, PhD thesis, Lincoln University, 204 p.
8. Fraser, R.S. and Kaufman, Y.J., 1985. The Relative Importance of Aerosol Scattering and sorption in Remote Sensing, IEEE J. Geosc. Rem. Sens., GE23, pp. 525633.
9. Ghasemi, A. and Moradi, F., 2023. investigation of silicosis in sandblast operations, 9th International Conference on Chemical, Petroleum and Environmental Engineering, Tehran (In Persian with English abstract).
10. Giltrap, D., Cavanagh, J., Stevenson, B. and Ausseil, A-G., 2021. The role of soils in the regulation of air quality, Phil. Trans. R. Soc., B 376: 20200172, DOI: 10.1098/rstb.2020.0172.
11. Gu, C., Hart, S.C., Turner, B.L., Hu, Y., Meng, Y. and Zhu, M., 2019. Aeolian dust deposition and the perturbation of phosphorus transformations during long-term ecosystem development in a cool, semi-arid environment, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 246, pp. 498–514.
12. Javadi, S. and Moeini, S., 2019. A new solar radiation models for Iran, Conference-paper,URL: https://www.researchgate.net/publication/262172482.
13. Karta, I., 2020. Soil Erosion by Wind and Dust Emission in Semi-Arid Soils Due to Agricultural Activities, Agronomy, Vol. 10(1), 89, DOI: 10.3390/agronomy10010089.
14. Kaufman, Y.J., Dubovik, A., Karnieli, L. and Remer, A., 2001. Absorption of sunlight by dust as inferred from satellite and ground-based remote sensing, Geographical research letters, Vol. 28, No. 8, pp. 14791482.
15. Kavakebi, A. and Zahedi-e-Asl, S., 2000. Investigating the effects inhalation of a mixture of iron ore powder particles, iron smoke, and bentonite on the volumes and capacities of iron production unit workers. Urmia Medical Journal. No. 1. Spring (In Persian with English abstract).
16. Khalesi Doost, A. and Akhlaghi, M., 2014. Estimation and Comparison of Solar Radiation Intensity by Some Models in a Region of Iran, Journal of Power and Energy Engineering, Vol. 2, pp. 345351.
17. Kipp and Zonen Instroment, Instruction manual, 2016. Manual document number: V1610, Netherland, 44 p.
18. Labban, A. and Farahat, A., 2023. Effect of Major Dust Events on Ambient Temperature and Solar Irradiance Components over Saudi Arabia. Atmosphere 14(2), 408; https://doi.org/10.3390/atmos14020408.
19. Mohammadi, F., Hajinezhad, A., Kasaeian, A. and Moosavian, S.F., 2022. Effect of dust accumulation on performance of the photovoltaic panels in different climate zones, International Journal of Sustainable Energy and Environmental Research, Vol. 11, No. 1, pp. 4356.
20. Prospero, J.M., 1981. Eolian transport to the world ocean, The sea: Vol VII, The Oceanic Lithosphere, Ed. Emiliani, C. Wiley, New-York, pp. 801874.
21. Rashki, A., 2012. Seasonality and mineral, chemical and optical properties of dust storms in the Sistan region of Iran, and their influence on human health, PhD thesis, University of Pretoria, 197 p.
22. Schad, P., 2018. Technosols in the World Reference Base for Soil Resources – history and definition, Soil Science and Plant Nutrition, Vol. 64, No. 2, pp. 138–144.
23. Sokolik, I.N. and Toon, O.B., 1996. Direct radiative forcing by anthropogenic airborne mineral aerosol, Nature, Vol. 381, pp. 681683.
24. Wang, L., 2005. Dust around type supernovae. The Astrophysical Journal, 635: L33–L36.
25. WRB, World Reference Base for soil resources, 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, FAO, Rome, 203 p.
26. WMO, 1983. Radiation commission of IAMAP meeting of experts on aerosol and their climatic effects, WCP55, Williamsburg VA, 1983, pp. 2830.
27. Ye, B., Ji, X. and Yang, H., 2003. Concentration and chemical composition of PM 2.5 in Shanghai for a 1 - year period. Journal of Atmospheric Environment, 37(4): 449 - 510.
28. Zia-Khan, S., Spreer, W., Pengnian, Y., Zhao, X., Othmanli, H. and He, X., 2015. Effect of Dust Deposition on Stomatal Conductance and Leaf Temperature of Cotton in Northwest China, Water, 2015, Vol. 7(1), pp. 116131, DOI: 10.3390/w7010116.