خاک و توسعه پایدار

خاک و توسعه پایدار

شناسایی منابع فلزات سنگین موجود در ذرات گردوغبار جوی در منطقه خشک کرمان، جنوب‌شرق ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه شهید باهنر کرمان- دانشکده کشاورزی-بخش علوم خاک
2 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی شیروان، دانشگاه بجنورد، ایران
3 دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران
چکیده
مطالعات متداول پایش آلودگی جوی، به دلیل هزینه بالا و نیاز به نمونه‌برداری گسترده، در بسیاری از مناطق با محدودیت مواجه هستند. ازاین‌رو، استفاده از روش‌های غیرمستقیم و زیست‌پایشگرها به‌عنوان رویکردی ساده و کم‌هزینه مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، برگ‌های کاج الداریکا (Pinus eldarica) به‌عنوان یک زیست‌پایشگر احتمالی برای ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در گردوغبار جوی و شناسایی منابع احتمالی آنها در شهر کرمان، جنوب‌شرقی ایران، مورد استفاده قرار گرفتند. غلظت آهن (Fe)، منگنز (Mn)، روی (Zn) و مس (Cu) در برگ‌های شسته‌شده (WL) و شسته‌نشده (UL) تعیین شد و غلظت فلزات موجود در گردوغبار رسوب‌کرده بر سطح برگ‌ها از اختلاف بین مقادیر UL و WL محاسبه شد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت فلزات در گردوغبار از ترتیب Fe > Mn > Zn > Cu پیروی می‌کند. همچنین، غلظت تمام فلزات مورد بررسی در مناطق پرترافیک بیشتر از مناطق کم‌ترافیک بود. الگوهای توزیع مکانی نشان دادند که Cu، Zn و Fe دارای الگوهای مشابهی هستند، در حالی که الگوی Mn متفاوت بود. نتایج تحلیل مؤلفه‌های اصلی و تحلیل خوشه‌ای نیز این تفکیک را تأیید کردند؛ به‌طوری‌که Cu، Zn و Fe عمدتاً در یک گروه قرار گرفتند، در حالی که Mn، به‌ویژه در مناطق پرترافیک، رفتار متفاوتی نشان داد. بیشترین غلظت Fe، Zn و Cu عمدتاً در بخش غربی شهر، در مجاورت فرودگاه، راه‌آهن، جاده‌های اصلی و مناطق صنعتی، مشاهده شد. در مجموع، نتایج نشان داد که آلودگی فلزی گردوغبار شهری کرمان تحت تأثیر هم‌زمان منابع انسان‌زاد و طبیعی قرار دارد و منابع ترافیکی و صنعتی احتمالاً نقش مهمی در افزایش غلظت Cu و Zn و بخشی از Fe دارند، در حالی که Mn ارتباط بیشتری با منابع طبیعی و زمین‌زاد نشان می‌دهد. بر این اساس، پیشنهاد می‌شود پایش و مدیریت آلودگی فلزی در شهر کرمان با تمرکز بر کانون‌های پرترافیک و صنعتی، به‌ویژه در بخش غربی شهر، انجام شود و کنترل انتشار ناشی از ترافیک و فعالیت‌های صنعتی در این مناطق در اولویت قرار گیرد؛ همچنین، استفاده از P. eldarica می‌تواند به‌عنوان روشی ساده و کم‌هزینه برای پایش اولیه و شناسایی تغییرات مکانی آلودگی فلزی در برنامه‌های پایش شهری مورد توجه قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Identification of Sources of Heavy Metals in Atmospheric Dust Particles in the Arid Region of Kerman, Southeastern Iran

نویسندگان English

Azam Jafari 1
fatemeh Ghasemi 1
Vahid Reza Jalali 2
Maryam Yousefifard 3
1 Soil Science Department, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Shahid Bahonar University of Kerman
2 Higher Education Complex of Shirvan, North Khorasan, Iran
3 Department of Agriculture, Payame Noor University, P.O. Box 19395-3697, Tehran, Iran
چکیده English

Conventional approaches to air pollution monitoring are limited in many regions because of their high costs and the need for extensive sampling. Therefore, indirect approaches using biomonitors have attracted increasing attention as simple and cost-effective alternatives. In this study, leaves of Pinus eldarica were used as a potential biomonitor to assess heavy metal contamination in atmospheric dust and identify its potential sources in Kerman, southeastern Iran. The concentrations of iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), and copper (Cu) were determined in washed (WL) and unwashed (UL) leaves, and the concentrations of metals deposited as dust on the leaf surfaces were calculated from the difference between UL and WL concentrations. The results showed that the mean concentrations of metals in the deposited dust followed the order Fe > Mn > Zn > Cu. The concentrations of all investigated metals were also higher in high-traffic areas than in low-traffic areas. Spatial distribution patterns showed that Cu, Zn, and Fe exhibited similar patterns, whereas Mn displayed a distinct spatial distribution. Principal component analysis and cluster analysis further supported this separation, with Cu, Zn, and Fe generally grouped together, while Mn exhibited a different behavior, particularly in high-traffic areas. The highest concentrations of Fe, Zn, and Cu were mainly observed in the western part of the city, in the vicinity of the airport, railway, major roads, and industrial areas. Overall, the results indicated that metal contamination in urban dust in Kerman is influenced by both anthropogenic and natural sources. Traffic- and industrial-related sources likely play important roles in increasing Cu and Zn concentrations and, to some extent, Fe, whereas Mn showed a stronger association with natural and lithogenic sources. Accordingly, it is recommended that the monitoring and management of metal contamination in Kerman focus on high-traffic and industrial hotspots, particularly in the western part of the city, with priority given to controlling emissions from traffic and industrial activities in these areas. In addition, P. eldarica could be considered a simple and cost-effective tool for preliminary monitoring and identifying the spatial patterns of metal contamination in urban monitoring programs.

کلیدواژه‌ها English

Atmospheric dust
Heavy metals
Multivariate analysis
Spatial distribution

  • تاریخ دریافت 02 شهریور 1405
  • تاریخ بازنگری 16 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 31 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 01 شهریور 1405