فهرست مطالب

محیط زیست طبیعی - سال هفتادم شماره 3 (پاییز 1396)

نشریه محیط زیست طبیعی
سال هفتادم شماره 3 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/30
  • تعداد عناوین: 18
|
  • مریم اتحادی ابری*، باریس مجنونیان، آرش ملکیان، مقداد جورغلامی صفحات 481-491
    کاهش پوشش جنگلی و گیاهی در اثر بهره برداری، عمدتا باعث افزایش حجم رواناب سطحی می شود. یکی از روش های بهره برداری جنگل، در شمال ایران به شیوه گزینشی است. این تحقیق در بخش گرازبن جنگل آموزشی و پژوهشی خیرود، با هدف تعیین تاثیرات بهره برداری گزینشی بر حجم رواناب سطحی، ضریب رواناب و غلظت رسوب، انجام شده است. بر این اساس پلات های دو متر مربعی و در قالب چهار تکرار در دو منطقا شاهد (بدون بهره برداری) و منطقه بهره برداری شده به روش تک گزینی در دو کلاسه شیب 0-20 % و 20-40 % ایجاد شد و بارندگی های طبیعی به وقوع پیوسته از آذر 1393 تا آذر 1394، برای تعیین میزان رواناب سطحی و میزان رسوب، اندازه گیری شدند. نتایج تحقیق بیان گر عدم تاثیر معنی دار (05/0Pvalue≥)، تغییر پوشش تاجی و علفی در اثر بهره برداری و شیب، بر میزان رواناب سطحی و رسوب است. همچنین نتایج نشان داد تغییر فصل، تنها بر میزان رسوب معنی دار بوده است. میزان رواناب، ضریب رواناب و غلظت رسوب در منطقه بهره برداری شده به روش تک گزینی، به ترتیب 4/1، 3/2 و 16/1 برابر بیشتر از منطقه شاهد (بدون بهره برداری) بوده است. همچنین نتایج تجزیه واریانس رگرسیونی نشان داد که بین میزان بارندگی و میزان رواناب، ارتباط معناداری (05/0Pvalue≤) وجود دارد.
    کلیدواژگان: بهره برداری تک گزینی، جنگل خیرود، ضریب رواناب، حجم رواناب، غلظت رسوب
  • فرخ اسدزاده *، عثمان خالدیان، عباس صمدی صفحات 493-508
    فرسایش خاک سبب تجمع فسفر در رسوبات رودخانه ای شده و در نتیجه احتمال آزاد شدن فسفر در محیط های آبی را افزایش می دهد. آزاد شدن فسفر در محیط های آبی به عنوان یکی از عوامل کلیدی تشدید پدیده غنی شدن در آب های شیرین است. از این رو آگاهی از غلظت و اجزاء مختلف فسفر در رسوبات رودخانه ای دارای اهمیت فراوانی است. هدف از این مطالعه ارزیابی و مقایسه توزیع شکل های مختلف فسفر در رسوبات معلق و بستر رودخانه روضه چای در استان آذربایجان غربی، شهرستان ارومیه بود. برای این منظور 19 نمونه رسوب بستر و 6 نمونه رسوب معلق از رودخانه روضه چای تهیه شده و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها تعیین شد. شکل های مختلف فسفر شامل فسفر محلول و تبادلی (KCl-P)، فسفر متصل به اکسیدهای آهن و آلومینیوم (NaOH-P)، فسفر متصل به کلسیم (HCl-P) و فسفر باقیمانده (Res-P) با استفاده از روش عصاره گیری متوالی تعیین شد. نتایج نشان داد که رسوبات بستر در مقایسه با رسوبات معلق درصد شن بیشتری داشته ولی مقدار سیلت آن ها کمتر است. مقدار ماده آلی نیز در رسوبات بستر بیشتر از رسوبات معلق بود. ترتیب فروانی شکل های فسفر در نمونه های رسوب بستر به صورت KCl-P (0.9%) < NaOH-P (3.5%) < Res-P (40.8%) < HCl-P (54.8%) و در رسوبات معلق نیز به صورتKCl-P (0.4%) < NaOH-P (2.8%) < HCl-P (31.9%) < Res-P (64.9%) بود. تحلیل چند متغیره با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که که چهار مولفه اول قادر به تبیین 4/85 درصد از کل تغییرات ویژگی های نمونه ها بوده و ویژگی های نظیر مقدار سیلت و شن و ماده آلی نقش مهمی در تنظیم توزیع شکل های مختلف فسفر در نمونه های رسوب دارند.
    کلیدواژگان: غنی شدن، رسوبات رودخانه ای، فسفر، شکل های فسفر، روضه چای
  • احمد بازوبندی، صمد امامقلی زاده*، هادی قربانی، تورج افشاری بدرلو صفحات 509-523
    بررسی سطوح آلودگی خاک به فلزات سنگین مانند میزان کادمیوم خاک برای سلامتی انسان و مدیریت محیط زیست انسان مهم و ضروری است. با توجه به این که اندازه گیری مستقیم کادمیوم خاک زمان بر و هزینه بر است، در این پژوهش، از دو روش هوشمند مصنوعی شامل مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و شبکه عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) برای تخمین میزان کادمیوم خاک به عنوان یکی از خطرناک ترین فلزات سنگین استفاده شد. برای برآورد میزان غلظت کادمیوم خاک از عناصر زود یافت خاک مانند درصد سیلت، شن، کربن آلی، pH، EC، T.N و P به عنوان پارامترهای ورودی به مدل استفاده شد و از طریق دو مدل ANN و ANFIS ارتباط میان پارامترهای مذکور و میزان غلظت کادمیوم برقرار گردید. برای آموزش و صحت سنجی مدل های مذکور از 250 نمونه خاک که از خاک های استان گیلان گرفته شد، استفاده شد. ارزیابی مدل ها با استفاده از پارامترهای آماری مانند ضریب تبیین (R2)، میانگین خطای مطلق (MAE)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد مدل شبکه عصبی مصنوعی با ضریب تبیین (R2) 83/0 و همچنین مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) 01/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) برابر 54/0 روش مناسب تری نسبت به شبکه عصبی فازی تطبیقی است. همچنین نتایج آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی به مدل ها نشان داد درصد کربن آلی و EC خاک به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیرگذاری را بر میزان کادمیوم دارند. مدل پیشنهادی می تواند برای برآورد میزان غلظت کادمیوم خاک در سایر نقاط در محدوده موردمطالعه که اندازه گیری غلظت کادمیوم خاک انجام نشده است و همچنین برای سایر مناطق با داشتن شرایط مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: کادمیوم، فلزات سنگین، مدل های هوشمند مصنوعی، استان گیلان
  • زینب جعفریان*، زینب بحرینی، مریم شکری صفحات 525-539
    هدف از تحقیق حاضر، پیش بینی پراکنش مکانی گونه های Festuca Ovina و Bromus briziformis در مراتع سیاه بیشه با استفاده از روش شبکهعصبی مصنوعی است. نمونه برداری از پوشش گیاهی به روش طبقه بندی تصادفی در 29 واحد همگن انجام شد. 290 پلات 1 مترمربعی در منطقه مستقر و درصد پوشش تاجی گیاهان ثبت گردید. در هر واحد، 3 نمونه خاک از عمق 30-0 برداشت شد. در این مطالعه، داده های محیطی 20 عامل (شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از دامداری، همباران، سنگ شناسی، سیلت، رس، شن، رطوبت، کربن، مادهآلی، اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی، آهک، ازت، فسفر و پتاسیم) به عنوان متغیر مستقل و داده های مربوط به حضور گونه های گیاهی Festuca Ovina و Bromus briziformis به عنوان متغیر وابسته استفاده گردید. لایه های اطلاعاتی هر کدام از این عوامل در نرم افزار Arc GIS تهیه و با استفاده از روش نسبت فراوانی هر کدام از این عوامل کلاسه بندی شدند. نتایج حاصله نشان داد که مهم ترین متغیرهای محیطی اثرگذار در پراکنش گونه های مطالعه شده، خصوصیات ارتفاع، بافت خاک و عناصر غذایی بودند.سپس به ترتیب 70 و 30 درصد داده ها جهت آموزش و آزمون شبکه استفاده شد. در این تحقیق ساختار شبکهعصبی مصنوعی با ساختار 20 نرون در لایه ورودی و لایه پنهان و یک نرون در لایه خروجی، مقایر MSE برای فستوکا 75/0و بروموس 72/0 محاسبه شد. سپس نقشه های پهنه بندی گونه های گیاهی با 4 پهنه عدم حضور، حضورکم، متوسط و زیاد تهیه شد. نقشه پهنه بندی حاصل با منحنی ROC و ضریب کاپا ارزیابی شدند که صحت آن ها با روش منحنی ROC برابر 10/97، 10/84 درصد و با ضریب کاپا برابر 78/0 و 66/0 به ترتیب برای گونه Festuca ovina، و گونه Bromus briziformis بودند که نشان دهنده ارزیابی خوب مدل است.
    کلیدواژگان: پراکنش مکانی، ویژگی های خاک، منحنیROC، ضریب کاپا، نسبت فراوانی
  • میثم حق شناس، جواد مظفری *، مهدی قبادی نیا صفحات 541-548
    امروزه رودخانه ها به عنوان منابع مهم آبی در معرض خطر آلودگی ناشی از فعالیت های انسانی از قبیل طرح های پرورش ماهی قرار دارند.در این پژوهش تاثیر فیلترهای طبیعی و مصنوعی بر کیفیت آب خروجی مزارع پرورش ماهی مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور از یک سری ستون هایی (لولهپی وی سی) به ارتفاع 70 سانتیمتر برای بررسی تغییرات نیترات و فسفات استفاده شد. بدین صورت که در وسط هر لوله یک لایه ژئوتکستایل قرار گرفت. سپس تفالهچغندر قند، سبوس گندم و ذرت علوفه ای به عنوان فیلترهای طبیعی به ارتفاع 10 سانتی متر درون لوله ها ریخته شد و آب به صورت مستمر و به مدت 4 ساعت از ستون ها عبور کرد. سپس از ورودی و خروجی ستون ها در زمان های مشخصی نمونه برداری به عمل آمد. نتایج نشان داد که درصد جذب نیترات در سبوس گندم و ذرت علوفه ای روندی افزایشی و سپس کاهشی به خود گرفته و در تفاله چغندر قند با گذشت زمان درصد جذب، به صورت کاهشی است. همچنین درصد جذب فسفات در چغندر قند به صورت افزایشی، ذرت علوفه ای روند افزایشی- کاهشی و در سبوس گندم روند افزایش–کاهشی را در مدت زمان 4 ساعت نشان می دهد. نهایتا مشخص گردید که از میان سه ماده کشاورزی بیشترین جذب نیترات و فسفات مربوط به سبوس گندم می باشد و جذب نیترات نسبت به فسفات در هر سه ماده جاذب بیشتر می باشد. همچنین نتایج حاصله بیانگر وجود اختلاف معنی دار بین خروجی تیمارها از نظر میزان نیترات و فسفات در سطح احتمال یک درصد است. از سوی دیگر، با معنی دار شدن اثر متقابل خروجی تیمارها در مدت زمان های مختلف می توان چنین برداشت نمود که مواد گیاهی انتخاب شده به عنوان فیلتر قابلیت بالایی در جذب نیترات و فسفات دارند.
    کلیدواژگان: طرح های پرورش ماهی، فسفات، نیترات، مواد گیاهی جاذب
  • مطهره حقی*، محمدرضا رضایی، سوسن صادقی، علی زراعتکار مقدم صفحات 549-563
    کروم (VI) یکی از فلزات سنگین است که وجود آن در آب و پساب مشکلات فراوانی برای محیط ‏زیست، موجودات زنده و به ویژه سلامتی انسان ایجاد می‏کند. در سال‏های اخیر استفاده از جاذب‏‏‏های معدنی به دلیل ارزان‏بودن، دسترسی و فراوانی آن‏‏‏ها مورد‏ توجه ‏قرار‏گرفته ‏است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی حذف کروم(VI) از محیط آبی و پارامتر‏‏های موثر بر آن، با استفاده از برخی جاذب‏‏‏های معدنی با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی است. روش طراحی ‏آزمایش تاگوچی، درهزینه و زمان آزمایشات صرفه‏جویی می‏کند. در این تحقیق، حذف کروم(VI) از محلول‏‏‏های آبی به وسیله 4 جاذب معدنی پرلیت، پرلیت ‏منبسط، زئولیت و زئولیت اصلاح‏ شده با اسید بررسی شد. تاثیر عوامل دوز جاذب، غلظت کروم (VI) ، زمان تماس، pH و نوع جاذب بر فرایند جذب، در سیستم ناپیوسته با استفاده از روش طراحی ‏آزمایش تاگوچی مورد آزمایش قرار گرفت. جهت طراحی آزمایش از نرم‏افزارDesign Expert (v.8) و جهت آنالیز داده ها از نرم‏افزار Excel استفاده ‏شد. تجزیه تحلیل‏‏‏ها‏ی ایزوترم و سنتیک نیز انجام گرفت. نتایج نشان ‏داد که بهترین جاذب کروم (VI) ، پرلیت‏ منبسط است و شرایط بهینه جذب، غلظت mg L-1 1کروم(VI) ، دوز پرلیت منبسط g L-125 و 2 pH= و زمان تماسh 1، باکارایی % 100 است. ترتیب مشارکت پارامتر‏‏ها در فرایند حذف بدین صورت است: pH> غلظت > دوز جاذب > زمان > نوع جاذب. پرلیت‏ منبسط توانایی حذف کروم (VI) را از محلول‏‏‏های آبی تحت شرایط تجربی طراحی شده به وسیله روش تاگوچی دارد.
    کلیدواژگان: حذف، کروم (VI)، محلول های آبی، جاذب های معدنی، روش تاگوچی
  • مجتبی حمایت خواه، مهدی قربانی* صفحات 565-582
    مسائل زیست محیطی به یکی از مهم ترین دغدغه های ملی و بین المللی تبدیل شده است. به طوری که بهره برداری غیراصولی از منابع طبیعی و زمین در ایران، امنیت محیط زیست را به چالش کشیده و در حال حاضر بهبود وضعیت آن نیازمند یک رویکرد اساسی است. رویکرد مورد نظر در این مقاله یک رویکرد جامعه شناختی است؛ بدین معنا که برای به سازی وضعیت زیست محیطی باید به جایگاه محیط زیست و حفظ آن در زندگی مردم جامعه نگاه کرد و از طریق تغییر در نگرش و کنش های زیست محیطی مردم، به سمت پایداری زیست محیطی حرکت کرد. لذا این مقاله در صدد تبیین نگرش زیست محیطی دانشجویان از طریق سوگیری های فرهنگی آنان بوده است. برای دستیابی به اهداف مذکور از استراتژی استقرایی و تکنیک پیمایش استفاده شده است. با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی طبقه ای 400 نفر از دانشجویان به تفکیک سه متغیر جنسیت،
    دوره تحصیلی و گروه تحصیلی به عنوان جمعیت نمونه انتخاب شدند. یافته ها نشان می دهد که نگرش زیست محیطی دانشجویان در حد مطلوب و رضایت بخشی است و دانشجویانی که گروه تحصیلی آن ها با موضوعات زیست محیطی بیشتر مرتبط بوده (علوم کشاورزی و علوم پایه) نگرش مناسب تری نسبت به محیط زیست داشته اند. همچنین افزایش سطح تحصیلات دانشجویان، نگرش زیست محیطی آنها را مطلوب تر می‏سازد. افزون بر آن، آزمون فرضیه ها تایید کننده تاثیر سوگیری های فرهنگی بر نگرش زیست محیطی بوده و مدل رگرسیونی نیز مشخص کرد که 28 درصد از تغییرات نگرش زیست محیطی بوسیله چهار سوگیری فرهنگی؛ تقدیرگرایی، فردگرایی، سلسله مراتبی و مساوات طلبی تبیین می شود و در این میان، بیشترین تاثیر را سوگیری مساوات طلبی داشته است.
    کلیدواژگان: سوگیری فرهنگی، نگرش زیست محیطی، محیط زیست، دانشجویان
  • دنیا دزفولی، سید محمد حسینی موغاری، کیومرث ابراهیمی*، شهاب عراقی نژاد صفحات 583-595
    رودخانه ها یکی از مهم ترین منابع تامین آب شیرین به شمار می روند. محدودیت این منابع ضرورت حفظ کیفیت آن ها را نشان می دهد. به منظور پایش کیفی منابع آب معمولا از شاخص های کیفیت آب استفاده می شود. هر کدام از این شاخص بر اساس پارامترهای کیفی مشخصی محاسبه می شوند که فرآیند نمونه برداری و تعیین مقدار این پارامترها زمان بر و پرهزینه است، لذا یافتن روشی دقیق که در آن با حداقل پارامترهای کیفی بتوان طبقه کیفیت آب را تعیین کرد بسیار مفید است. در مقاله حاضر از مزایای شبکه عصبی احتمالی (PNN) به عنوان یک طبقه بندی کننده برای تعیین کیفیت آب رودخانه کارون به عنوان جایگزینی برای شاخص متداول و پرکاربرد NSFWQI استفاده شد. برای این منظور از آمار کیفی 172 نمونه استفاده شد به این صورت که پارامترهای کیفی و کلاس های کیفیت آب حاصل از شاخص NSFWQI به ترتیب به عنوان ورودی مدل و خروجی مدل در نظر گرفته شدند. جهت ارزیابی عملکرد مدل PNN، از معیارهای ارزیابی نرخ خطا، مقدار خطا، دقت و ضریب همبستگی اسپیرمن استفاده شد. نتایج نشان داد که PNN تنها با استفاده از سه پارامتر کیفی کدورت، کلیفرم مدفوعی و کل مواد جامد می تواند با دقت 37/94% و 78/90% به ترتیب در مرحله آموزش و آزمایش، طبقه کیفی آب را مشخص کند که بیانگر دقت بالای PNN در تعیین طبقه کیفی آب می باشد .
    کلیدواژگان: آب سطحی، پارامترهای کیفی آب، شاخص NSFWQI، طبقه بندی کیفیت آب، مدل سازی
  • بهنام دولتی*، محمد مهدی شیخ الاسلامی آل آقا، حسین پیرخراطی، خلیل فرهادی صفحات 597-608
    تحرک پذیری فلزات سنگین نقش موثری در آلودگی خاک و آب های زیرزمینی دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر لئوناردیت (Leonardite) بر توزیع شکل هایی ژئوشیمیایی کادمیم (Cd) در خاک متراکم شده منطقه دفن زباله ارومیه بود. بدین منظور، نمونه خاک از محل دفن زباله ها برداشت شد و ویژگی های فیزیکی-شیمیایی و کانی شناسی رس تعیین شد. مقادیر 0، 5/2، 5، 5/7 و 10 درصد از لئوناردیت به خاک اضافه شد و سپس خاک های تیمار شده داخل ستون ها متراکم شدند. محلول کادمیم (100 میلی گرم در لیتر) به ستون ها اضافه گردید و نمونه برداری از خاک ستون ها بعد از گذشت 72 روز از سه عمق (سطحی، وسط و تحتانی) جهت تعیین شکل های شیمیایی کادمیم در خاک انجام شد. خاک مورد مطالعه با 9/43% رس و کانی های غالب ایلیت (49%)، اسمکتیت (21%) و کائولینیت (5/20%) کلریت (5/9%) بود. تراکم، نفوذ محلول و غلظت Cd در لایه های میانی و تحتانی را کاهش داد ولی لئوناردیت غلظت Cd محلول رویی را نسبت به شاهد 10 برابر افزایش داد. همچنین تیمار لئوناردیت شکل های ژئوشیمیایی Cd (اکسیدهای آهن-منگنز، تبادلی و کربناته) لایه سطحی را کاهش داد (P<0.001) ولی باعث افزایش 54 درصدی کادمیم پیوند شده به کربن آلی شد. نتیجه می شود که کاربرد لئوناردیت در کنترل عناصر سنگین در خاک متراکم شده توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: فرم های شیمیایی کادمیم، لندفیل، کانی های رسی، تراکم
  • پریسا سهرابی، بابک سوری *، فرشید قربانی صفحات 609-626
    هدف از مطالعه حاضر حذف As (V) از محلول های آبی با استفاده از ماده نانوحفره سیلیکاتی MCM-48 عامل دار شده با
    3-آمینوپروپیل‏تری‏متوکسی سیلان در سیستم ناپیوسته است. ساختار جاذب MCM-48 تولید شده به روش سل-ژل با استفاده از آنالیزهای تفرق اشعه ایکس، جذب- واجذب گاز نیتروژن، آنالیز وزن سنجی حرارتی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی عبوری مادون قرمز فوریز مورد بررسی قرار گرفت. اثر متغیرهای وابسته شامل pH، غلظت اولیه یون آرسنیک، دوز جاذب، زمان تماس و دما مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به‏دست آمده نشان داد که ذرات MCM-48 دارای اندازه ای در دامنه 400 تا nm 500 هستند و ساختار کروی داشته و با میانگین اندازه حفرات حدود nm 44/2، میزان سطح ویژه m2.g-1 1326 و حجم کل حفرات cm3.g-1 11/1 بوده است. نتایج جذب سطحی نشان داد که شرایط بهینه حذف As (V) توسط NH2-MCM-48 برای متغیرهای pH، غلظت اولیه آرسنیک و دوز جاذب به ترتیب 2، mg.L-1 50 و g.L-1 1 بوده است. به علاوه، مطالعات ترمودینامیک نشان دهنده طبیعت گرماگیر و خودبخودی بودن فرآیند جذب بود. مطالعات سینیتیک نشان داد که داده های تجربی برازش بهتری با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم دارند. از طرف دیگر، از دو مدل هم دمایی استفاده شده مدل لانگمایر برازش بهتری با داده های تجربی داشته است.
    کلیدواژگان: MCM-48، عامل دار کردن پس سنتزی، آرسنیک، جذب سطحی
  • ندا سیستانی، مظاهر معین الدینی، محمدصالح علی طالشی*، نعمت الله خراسانی، امیرحسین حمیدیان، رخساره عظیمی یانچشمه صفحات 627-641
    فعالیت های انسانی تجمع فلزات سنگین را در خاک افزایش خواهد داد. آلودگی خاک به طور قابل توجهی کیفیت محیط زیست را کاسته و بر سلامت انسان اثرگذار است. پژوهش حاضر با هدف تعیین غلظت برخی از فلزات سنگین (نیکل، سرب، آهن، روی، کروم، کادمیوم) و ارزیابی تاثیر فعالیت مجتمع فولاد کرمان بر غلظت فلزات سنگین خاک صورت گرفت. تعداد 60 نمونه ازخاک سطحی از عمق 15-0 سانتی متری، در فواصل متفاوتی از مجتمع فولاد کرمان جمع آوری و با دستگاه طیف سنج جذب اتمی (AAS) آنالیز شدند. برخی شاخص های آلودگی شامل فاکتور آلودگی (Contamination factor (Cf))، شاخص آلودگی (Pollution index (PI))، بار آلودگی (Pollution load index (PLI))، شدت آلودگی (Pollution Intensity index (Ipoll))، آلودگی بالقوه (Potential contamination index (Cp))، برای ارزیابی سطوح آلودگی خاک محاسبه شدند. همچنین از آزمون های آماری همبستگی پیرسون، تحلیل مولفه های اصلی (PCA) و خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA) جهت تعیین منشا آلاینده ها استفاده شد. نتایج، روند تغییرات غلظت فلزات سنگین در خاک محدوده مورد مطالعه را به ترتیب آهن>روی> سرب> نیکل> کروم> کادمیوم نشان داد. حداکثر میزان شاخص های مورد مطالعه مربوط به فلز سرب و پس از آن مربوط به روی بود. همبستگی پیرسون نشان داد که غلظت روی با کادمیوم و سرب با کروم رابطه مثبت معنی داری دارد. نتایج PCA شاخص Cf فلزات سنگین، فلزات سرب و کروم را در خوشه اول قرار داد و این نشانگر این است که این دو عنصر، بیشتر دارای منشا انسانی هستند. پژوهش حاضر نشان داد که منطقه مورد مطالعه نیازی به اقدامات اصلاحی شدید ندارد، با این وجود پایش مداوم محیط ضروری است.
    کلیدواژگان: خاک، فلزات سنگین، شاخص آلودگی، تحلیل مولفه های اصلی، کرمان
  • لیلا زارع، صدیقه صفرزاده شیرازی*، شهرزاد کرمی صفحات 643-657
    کادمیم یکی از مهم ترین عناصر سنگین در خاک است که به لحاظ زیست محیطی و سلامتی انسان حائز اهمیت است. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر کاربرد جلبک سبز اسپیرولینا و زمان خواباندن بر شکل های شیمیایی کادمیم در یک خاک آهکی بود. آزمایش به صورت فاکتوریل (2×3×3) و در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. تیمارهای مورد استفاده در این آزمایش شامل جلبک سبز اسپیرولینا در سه سطح (0، 500 و 1000 میلی گرم در کیلوگرم خاک)، کادمیم در سه سطح (5، 20 و 40 میلی گرم در کیلوگرم خاک از منبع سولفات کادمیم CaSO4.6H2O) و زمان خواباندن (1 و 2 ماه) بود. نتایج نشان داد که در ماه اول، کاربرد جلبک به میزان 500 و 1000 میلی گرم در کیلوگرم خاک در تمامی سطوح کادمیم، شکل تبادلی کادمیم را کاهش و شکل های آلی، کربناتی و متصل به اکسید های آهن و منگنز را افزایش داد. با گذشت زمان در ماه دوم، به علت تجزیه جلبک، از شکل آلی کادمیم کاسته شد و شکل محلول کادمیم (تبادلی) روند افزایشی داشت. بنابراین می توان گفت هر چند کاربرد جلبک اسپیرولینا در ابتدا سبب کاهش زیست فراهمی و افزایش شکل های آلی و کم محلول تر فلزات می گردد اما با گذشت زمان، افزایش زیست فراهمی فلز و در نتیجه افزایش قابلیت استفاده به وسیله گیاهان را به دنبال خواهد داشت. لذا قبل از کاربرد جلبک به عنوان یک کود آلی، استفاده از آن در خاک های آلوده با فلز کادمیم باید با احتیاط صورت گیرد. پیشنهاد می شود که در مورد اسپرولینا تحقیقات بیشتری بر روی خاک های مختلف و در زمان های طولانی تر خوابانیدن صورت گیرد.
    کلیدواژگان: کادمیم، اسپیرولینا، شکل های شیمیایی
  • سیما عبدی، بهمن کیانی*، اصغر مصلح آرانی، علی جبالی صفحات 659-672
    در این پژوهش پاسخ فیزیولوژیک دو گونه درختی لیلکی و اکالیپتوس تحت تاثیر نانوذرات سولفید کادمیم مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نهال های یک ساله از دو گونه در شرایط یکسان تولید شد. طرحی در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا و نانوذرات سولفید کادمیم با دو غلظت 20 و 80 میلی گرم در کنار تیمار شاهد مورد استفاده قرار گرفت. پس از 30 روز نمونه های لازم از هردو گیاه برای انجام آزمایشات برداشت و به آزمایشگاه منتقل شد. در آزمایشگاه مقدار پرولین، قندهای محلول، کلروفیل و مالون دی-آلدهید و همچنین مقدار کادمیم جذب شده در ریشه و اندام هوایی برای تمام نهال ها مورد اندازه گیری قرار گرفت. برای بررسی اختلافات از آزمون تجزیه واریانس و برای مقایسه میانگین ها از آزمون دانکن استفاده شد. نتایج نشان داد که تجمع نانوذرات در ریشه ها به طور کلی بیشتر از اندام هوایی است. همچنین گونه اکالیپتوس مقادیر بیشتری از نانوذرات را جذب نمود. با افزایش مقدار نانوذرات سولفید کادمیم، در مقدار پرولین و قند هر دو گیاه تغییرات
    معنی داری دیده شد اما افزایش مقدار نانوذره اثر معنی داری در مقدار مالون دی آلدئید نداشت. مقدار کلروفیل با افزایش غلظت نانوذره در گونه لیلکی افزایش و در گونه اکالیپتوس کاهش نشان داد. به طور کلی نانوذره سولفید کادمیم در غلظت های مورد مطالعه و تحت شرایط آزمایش حاضر، تاثیر منفی زیادی بر گیاه لیلکی نداشته و کاهش مقدار قند و پرولین نیز در این گونه، به احتمال زیاد به دلیل اثر نانوذره در ایجاد تنش خشکی بوده است. در واقع نانوذرات به طور غیرمستقیم باعث کاهش قند و پرولین گیاه شده اند. این درحالی است که در گیاه اکالیپتوس افزایش تولید قند و پرولین توسط گیاه به منظور تنظیم اسمزی بوده اگرچه ممکن است در حفاظت گیاه و میزان آنتی اکسیدان نیز نقش داشته باشد.
    کلیدواژگان: اکالیپتوس، پرولین، قندهای محلول، لیلکی، نانوذرات سولفیدکادمیم
  • فاطمه قائدامینی، رسول زمانی احمدمحمودی*، مریم نجفی صفحات 673-684
    به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه پیرغار استان چهارمحال و بختیاری که به عنوان یکی از منابع اصلی برای مصارف شهری، روستایی، کشاورزی و آبزی پروری نقش مهمی دارد، نمونه های آب جهت سنجش تعیین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی (pH، درجه حرارت، کدورت، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، اکسیژن محلول، هدایت الکتریکی، نیترات و فسفات ، مجموع مواد جامد معلق ، کل مواد جامد) و پارامترهای میکروبی (کلیفرم کل، مدفوعی و باکتری های هتروتروفHPC ) از 5 ایستگاه در طول مسیر رودخانه در بهمن ماه سال 94 جمع آوری شد. روش های نمونه برداری و انجام آزمایش ها مطابق کتاب استاندارد انجمن بهداشت عمومی آمریکا با عنوان روش های استاندارد برای آزمایش های آب و فاضلاب متد انجام شد. نتایج نشان داد که درجه آلودگی باکتریایی رودخانه طبق اولین استاندارد اروپایی سازمان بهداشت جهانی، با توجه به میزان کلیفرم کل در گروه سوم (یعنی آلودگی زیاد) و با توجه به میزان کلیفرم مدفوعی در گروه اول قرار دارد. همچنین سایر پارامترهای کیفی آب رودخانه طبق استانداردهای آبزیان،استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران، سازمان بهداشت جهانی و موسسه استاندارد تحقیقات صنعتی ایران در وضعیتی بهینه قرار دارند و تنها میزانEC و کدورت بالاتر از استانداردهای موجود است.
    کلیدواژگان: پارامترهای میکروبی، پارامترهای فیزیکو شیمیایی، رودخانه پیرغار
  • معصومه مصطفایی خروانق*، ناصر علی اصغرزاد، شاهین اوستان صفحات 685-697
    آلکیل بنزن سولفونات های خطی به طور گسترده در ترکیب پاک کننده ها استفاده می شوند. سالانه مقادیر زیادی از این سورفکتانت ها از طریق آبیاری مزارع با پساب یا استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود آلی وارد اکوسیستم خاک می شود و در صورت استفاده مستمر ممکن است اثرات نامطلوبی بر سلامت و کیفیت خاک ایجاد کند. برای ارزیابی خطرات ناشی از آلودگی اکوسیستم خاک با این سورفکتانت ها می توان از آزمون تحمل القایی ناشی از آلودگی(PICT) استفاده کرد. در تحقیق حاضر تاثیر سطوح مختلف سورفکتانت لوریل بنزن سولفونات(LBS) بر فعالیت میکروبی در یک نمونه خاک لوم شنی از منطقه خلعت پوشان تبریز بررسی شد. برای این منظور سطوح مختلف LBS شامل 0، 025/0، 05/0، 1/0، 5/0و ا درصد وزنی به گلدان های حاوی 2 کیلوگرم خاک در 3 تکرار اعمال شد و به مدت 90 روز در رطوبت 65 تا 75 درصد ظرفیت مزرعه(معادل 10- کیلوپاسکال) و دمای 25 درجه سلسیوس انکوباسیون گردید. فعالیت آنزیم دهیدروژناز به عنوان معیاری از فعالیت میکروبی در زمان های 3، 7، 15، 30، 60 و 90 روز اندازه گیری شد. با گذشت زمان انکوباسیون، به تدریج تحمل القایی در جمعیت میکروبی خاک ایجاد شد، به گونه ای که تحمل در جمعیت میکروبی بعد از گذشت 60 روز شروع شد و تا 90 روز افزایش یافت. در این دوره زمانی، مقادیر PICT تا غلظت 05/0 درصد LBS افزایش ملایمی داشته و پس از آن، شیب افزایش تندتر شد. در واقع این غلظت می تواند به عنوان غلظت بحرانی LBS برای ایجاد تحمل القائی در جامعه میکروبی در شرایط آزمایش حاضر، در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: سورفکتانت، لوریل بنزن سولفونات، PICT، دهیدروژناز
  • هدی موری بازفتی*، علیرضا صفاهیه، سیدمحمدباقر نبوی، کمال غانمی صفحات 699-708
    فلزات سنگین به خصوص جیوه به علت سمیت، پایداری و اثرگذاری بر روی موجودات آبزی از نظر سلامت عمومی حائز توجه و اهمیت هستند. در این مطالعه به منظور بررسی غلظت جیوه در رسوبات بین جزر ومدی خوریات ماهشهر در استان خوزستان، 8 ایستگاه انتخاب و از هر ایستگاه سه نمونه رسوب برداشت شد. عملیات نمونه برداری در دی ماه 1394 انجام شد. پس از تجزیه و تحلیل های آزمایشگاهی، محتوای جیوه آنها با استفاده از دستگاه جذب اتمی و به کمک تکنیک بخار سرد سنجیده شد. میانگین غلظت جیوه در رسوبات ایستگاه های مورد بررسی در محدوده 490- 90 نانوگرم بر گرم قرار داشت. مقادیر بالای جیوه در خور پتروشیمی یافت شد و با افزایش فاصله از این خور به تدریج از میزان آلودگی کاسته می شد. به طور کلی محاسبه فاکتور آلودگی منطقه ای، آلودگی خیلی شدید را برای اکثر ایستگاه ها نشان داد، درحالی که بر طبق فاکتور آلودگی جهانی، میزان آلودگی در حد کم تا متوسط قرار داشت.
    کلیدواژگان: آلودگی، جیوه، خورپتروشیمی، رسوبات
  • نادیا کمالی، احمد صادقی پور * صفحات 709-717
    تحقیق حاضر به منظور بررسی تغییرات ماهانه و فصلی میزان تصاعد دی اکسید کربن از خاک در پنج کلاس فرسایشی در حوزه آبخیز قره آقاج شهرستان سمیرم در استان اصفهان انجام شد. مقادیر فرسایش آبی منطقه به روش E.P.M در واحدهای کاری به دست آمد، سپس در پنج کلاس فرسایش خیلی کم، کم، متوسط، شدید و خیلی شدید تصاعد کربن به روش تله قلیایی در اتاقک بسته ساکن به صورت ماهانه، به مدت یک سال اندازه گیری شد. داده های مربوط به مقادیر تصاعد و کلاس های فرسایشی، به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بیشترین میزان تصاعد در اراضی با شدت فرسایش خیلی زیاد، در مرداد ماه (7/3 گرم کربن در متر مربع در روز) و کمترین آن در بهمن ماه (022/0 گرم بر متر مربع در روز)، در اراضی با شدت فرسایش خیلی کم اتفاق افتاده است. همچنین بیشترین میزان تصاعد کربن در فصل تابستان و کمترین آن در فصل زمستان بوده است. به طور کلی با افزایش شدت فرسایش میزان تصاعد دی اکسید کربن افزایش یافت و مقابله با فرسایش جهت کاهش هدر رفت کربن چه از جنبه شست و شو و چه تصاعد، پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: تله قلیایی، آزمایش فاکتوریل، تصاعد کربن، E، P، M
  • مسعود هدایتی فرد*، ندا ارومی، مریم خاورپور صفحات 719-734
    مطالعه مقایسه ای تجمع فلزات سنگین (کادمیوم، سرب، مس و جیوه) در اندام های کبد، پوست و عضله و همچنین پروفایل اسیدهای چرب فیله تاسماهی ایرانی در سواحل جنوب شرقی و غربی دریای مازندران (استان های مازندران وگلستان) انجام شد. نتایج نشان داد که در عضله نمونه های هر دو ناحیه تمام این فلزات سنیگن در محدوده مجاز مصرف قرار دارند (P>0.05)؛ لیکن غلظت عناصر در کبد بیشتر از پوست و عضله است (P<0.05). در هردو ناحیه جنوب شرقی و غربی در کبد تاسماهی ایرانی مقادیر سرب (21/2 و 05/2 μg/g) بالاتر از محدوده مجاز ارزیابی شدند. مقادیر جیوه در پوست و کبد (46/0 تا 47/0 μg/g) نیز بالاتر از عضله بود. همچنین تجمع فلزات سنگین در نمونه های صیدشده از سواحل جنوب غربی (مازندران) بیشتر از سواحل جنوب شرقی (گلستان) بوده است. الگوی تجمع فلزات سنگین در عضله ماهی با اندام های کبد و پوست متفاوت بود. از سوی دیگر، مجموع اسیدهای چرب غیراشباع (UFA) در چربی بافت تاسماهی ایرانی نواحی جنوب غربی و شرقی به ترتیب 54/85 و 48/77 g/100g بود (P<0.05). به علاوه مجموع اسیدهای چرب سری امگا-3 در چربی بافت تاسماهی ایرانی در سواحل مذکور به ترتیب 17/14 و 35/7 g/100g بود (P<0.05).همچنین بین میزان عناصر سنگین در اندام های مختلف و میزان چربی همبستگی وجود داشت. این همبستگی در بافت های کبد، پوست و عضله رابطه مثبتی داشت؛ برعکس ارتباطی بین اسیدهای چرب امگا-3 فیله و تجمع فلزات سنگین در آن دیده نشد. در بین فلزات مورد بررسی مقدار سرب در بافت کبد تاسماهی ایرانی ناحیه جنوب شرقی از حد استاندارد تعیین شده بیشتر بوده است. مطابق نتایج بافت خوراکی عضله تاسماهی ایرانی در سواحل جنوبی دریای مازندران سالم است.
    کلیدواژگان: امگا-3، تاسماهی ایرانی، دریای مازندران، فلزات سنگین
|
  • Maryam Etehadiabri * Pages 481-491
    Reduction of vegetative cover by forest harvesting generally increases the average surface runoff volume and sediment yield for a given area of land. Forest harvesting in northern forests of Iran is managed using a selective harvesting and logging system. Towards this attempt, the present study has been conducted to investigate the effect of forest harvesting on hydrological components in plot scale (2m*1m) with four replicates in tow slope scale (0-20%, 20-40%) in the northern forests of Iran during December 2014, December 2015. The rain depth was measured by using a rain gauge installed in the study area. The runoff volume and coefficient and sediment yield were also measured through field data collection and lab analyses by weighting and decantation methods. The results of the study showed that there was no significant effects of forest harvesting (P
    Keywords: forest selective harvesting, Kheyrud forest, runoff coefficient, runoff, Sediment yield
  • Farrokh Asadzadeh *, Osman Khaledi Pages 493-508
    Soil erosion causes the accumulation of phosphorus in the river sediments which may increase the phosphorus release to surface waters. Phosphorus release from sediments has been recognized as a key factor responsible for eutrophication of fresh waters and for this reason knowledge of phosphors concentration and its fractions is very important. The aim of this study was evaluation and comparison of phosphorus fractions in suspended and bed sediments of Rozeh-Chay river, Urmia, west Azarbayjan province, Iran. Six Suspended sediment samples and 19 bed sediment samples were collected from the river and some of physicochemical properties were determined. Phosphorus in sediments was fractionated by sequential extraction method, in which the phosphorus fractions were defined as exchangeable (KCl-P), Fe and Al bound (NaOH-P), Ca-bound (HCl-P), and residual phosphorus (Res-P) fractions. Results indicated that, percent of sand in bed sediments was higher than suspended sediments. But, silt fraction was higher in suspended samples than bed sediments. The organic matter content of the bed sediments was also higher than the suspended sediments. In the bed sediment samples order of phosphorus fractions was HCl-P (54.8%) > Res-P (40.8%) > NaOH-P (3.5%) > KCl-P (0.9%), while for suspended sedimentsthe order was Res-P (64.9%) > HCl-P (31.9%) > NaOH-P (2.8%) > KCl-P (0.4%). Multivariate analysis was used to identify factors which influence the phosphorus fractions. Principal component analysis results indicated that the first four components explained 85.4% of overall variation in sediments properties. Silt, sand and organic matter content seem to play significant role in regulating the distribution of phosphorus fractions in the sediment samples.
    Keywords: Eutrophication, Fluvial Sediments, Phosphorus, Phosphorus fractions, Rozeh-Chay
  • Samad Emamqolizade * Pages 509-523
    Evaluation of soil contamination by heavy metals such as cadmium in soils is essential for human health and also for environment management. As direct measurement of soil cadmium is time-consuming and costly, in this study, the two methods of artificial intelligence, artificial neural network (ANN) and adaptive fuzzy neural network (ANFIS) used to estimate the amount of cadmium in soil as one of the dangerous heavy metals. For estimating of cadmium, soil readily available properties such as clay and sand percentage, organic carbon, EC, T.N and P used as input parameters and the relationship between these parameters and the concentration of cadmium established by ANN and ANFIS models. For training and testing the models, 250 soil samples collected from soils of Guilan province. For assessment of artificial intelligence models the statistical criteria such as the coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE) used. The results showed that ANN model with R2 = 0.83 and RMSE= 1.01, and MAE= 0.54 is superior to ANFIS model. Also the results of the sensitivity analysis on the input variables to the model showed that organic carbon and EC have the most and the least effect on the amount of Cd. The proposed model could be used to estimate the amount of cadmium in other parts of the studied area which the concentration of cadmium has not been measured, as well as for other areas with similar conditions.
    Keywords: Cadmium, Heavy metal, artificially intelligent models, Guilan Province
  • Zeinab Jafarian *, Zeinab Bahreini, Maryam Shokri Pages 525-539
    Prediction of the spatial distribution of Festuca Ovina and Bromus briziformis in Siahbisheh Rangelands using artificial neural network was the purpose of this study. Random classification sampling was done for vegetation in 29 homogenous units. 290 plot 1 m² were established in the area and was recorded percent of canopy cover. 3 soil samples were collected from a depth of 0-30 in any homogenous unit. In this study, 20 Environmental factors (Slope, aspect, elevation, distance from road, distance from river, precipitation, distance from livestock, geology, percent of silt, clay, sand, moisture, carbon, organic matter, ph, EC and N.P.K) were independent variables and species presence data of Festuca Ovina and Bromus briziformis was dependent variable. The information layers of each these factors prepared in Arc GIS and were classified using the frequency of each these factors. The results showed that the most important environmental variables affecting the distribution of the studied species were elevation, soil texture and nutrients. Then 70 and 30 percent of the data were used for training and test network respectively. In this study, artificial neural network structure with the 20 neurons in the input layer and the hidden layer and one neuron in the output layer, values of MSE were calculated for festuca 0.75 and Bromus 0.72. Then zoning maps of plant species were prepared with 4 zones including absence and presence of low, medium, high. Zoning maps were evaluated using ROC curves and Kappa coefficient that accuracy with ROC curves were 97.10, 84.10 and with kappa coefficient were 0.78, 0.66 percent for Festuca ovina, and Bromus briziformis respectively that represents a good evaluation of model.
    Keywords: Spatial distribution, Soil properties, ROC Curve, Kappa Coefficient, Frequency Ratio
  • Javad Mozafari * Pages 541-548
    A human activities can affect river water quality are fish farming development projects. In this study, with design and construction of natural filters in the fish farms, the output water quality changes will be investigated. For this purpose, a series of columns (PVC tubes) with height of 70 cm was used to investigate changes in nitrate and phosphate. Any tube divided in half and in the middle of it was placed a geotextile layer. Then the variety of materials such as beet pulp, wheat bran and maize to a height of 10 cm was poured into pipes and water continuously for 4 hours from the column was passed. Then the inlet and outlet were taken samples at different times. The results showed nitrate absorbing in wheat bran and maize have become increasing-decreasing trends and sugar beet pulp absorption over time, as is decreasing. Also, the percentage of phosphate absorption in sugar beet has an increasing trend and in maize and wheat bran have increasing-decreasing trends in the duration of 4 hours. So, among the three agricultural materials, maximum of nitrate and phosphate absorptions in wheat bran is taken and Nitrate absorption is more than three other materials. Also, the results show significant differences between treatments in one percent probability level in terms of nitrate and phosphate output. On the other hand, with a significant interaction between treatments output over different periods can be understood that the plant material selected as the filters have a high potential to absorb nitrates and phosphates.
    Keywords: fish farming projects, nitrate, phosphate, absorbent plant materials
  • Motahare Haghi * Pages 549-563
    Cr (VI) is one of heavy metal that its presence in water and waste water, results in many problems for environment and organisms especially human health. Recently, because of its low cost, availability and abundant, use of mineral adsorbent were considered. The aim of present study was to evaluate Cr (VI) removal from aqueous solutions and investigation of influence of main parameters on removal using of some mineral adsorbent by using of Taguchi experimental design method. Taguchi experimental design method save time and cost of experiments. In this experimental study, Cr (VI) removal from aqueous solutions by 4 mineral absorbent i.e., perlite, expanded perlite, zeolite and acid modified zeolite were investigated. The effect of adsorbent dose, the concentration of Cr (VI), stirring time, pH and type of adsorbent on the adsorption process were examined using Taguchi experimental design in batch extraction mode. Design Expert (v.8) and Microsoft Excel were used for experimental design and statistical analysis, respectively. Isotherm and kinetic analysis were performed. The results showed that the best adsorbent for Cr (VI) removal was expanded perlite. Optimal conditions for adsorption were Cr (VI) concentration 1ppm, expanded perlite dose 25g L-1,1h shaking time and pH 2 with 100% extraction efficiency. Percent Parameters contribution most to least is as follows: pH, Cr (VI) concentration, adsorbent dose, shaking time and type of adsorbent. Expanded perlite, has the ability of Removal of Cr (VI) under the obtained conditions experimentally designed by Taguchi method.
    Keywords: Removal, Cr (VI), Mineral absorbents, Aqueous solution, Taguchi experimental design method
  • Mehdi Qorbani * Pages 565-582
    One of the most important environmental problems of national and international concerns has become. So that inappropriate utilization of natural resources and land in Iran, to challenging security environment And now it requires a basic approach is improved. The approach taken in this paper is a sociological approach; This means that to improve the environmental situation in life should be to protect the environment and the people looked And through changes in environmental attitudes and actions of people moved toward environmental sustainability. Therefore, this paper seeks to explain the environmental attitudes of students through cultural bias them.
    To achieve these goals Inductive strategy and survey technique has been used. Using stratified random sampling 400 students of the three variables of sex, course of study and academic groups were selected.
    The findings show that student's environmental attitudes is desirable and satisfying And students who group their education more relevant environmental issues (Agricultural Sciences and Science) attitude towards the environment have been more appropriate. Promoting educational, environmental attitude makes them more desirable. In addition, Hypothesis testing confirmed the impact of cultural bias on environmental attitudes and multiple regression model revealed that 28% of environmental change in attitude by four cultural biases, fatalism, individualism, hierarchical and egalitarian explained and in the meantime, had the greatest impact egalitarian bias.
    Keywords: cultural bias, environmental attitude, environmental, student
  • Kumars Ebrahimi * Pages 583-595
    Rivers are considered one of the most important resources of providing fresh water. Restrictions faced by such resources underline the necessity of preserving their quality. Water quality indices are usually resorted to qualitatively monitor water resources. Any of such indices is calculated with regard to a series of specific qualitative parameters. The process of sampling and quantification of the aforementioned parameters are, however, time-consuming and costly. Finding a reliable method comprised of minimum qualitative parameters could be, therefore, of great help in classifying water quality. As an alternative to the common NSFQWI, the advantages of the Probabilistic Neural Network (PNN) as a classifier are used in the present study to classify water quality of Karun River. In order to fulfill this objective, the qualitative statistics of 172 samples were used in a way that qualitative parameters and water quality classes derived from NSFWQI are used respectively as the input and output of the model. The assessment criteria of error rate, error value, accuracy and Spearman’s correlation coefficient were used to evaluate the performance of PNN model. The results showed that through making use of merely three parameters of turbidity, fecal coliform and total dissolved solids, PNN model is capable of classifying water quality with the accuracy of 94.365% and 90.7769% at two stages of training and test respectively which in turn indicates considerable accuracy of PNN in determining water quality classification.
    Keywords: Surface water, Water quality parameters, NSFWQI, Water quality classification, Modeling
  • Behnam Dovlati *, Mohammad Mahdi Sheykholeslami Al Agha, Hosein Pirkharrati, Khalil Farhadi Pages 597-608
    The mobility of heavy metals plays an important role in soil and groundwater contamination. The aim of this study was to investigate the influence of leonardite on distribution of chemical forms of cadmium (Cd) in the compacted soil of Urmia landfill. For this purpose, soil samples were collected from the landfill and physico-chemical properties and clay mineralogy was determined. The rate of leonardite (0, 2.5, 5, 7.5 and 10 %) were added to soils and then treatment soils compacted in the columns. Cadmium solution (100 mg/l) poured to the soils and then soil samples collected from three depths of column (surface, middle and subsurface) after 72 days for determine chemical forms of Cd in soils. The studied soil contain 43.9% clay and illite (49%), montmorillonite (21%) kaolinite (20.5%) and chlorite 9.5% were dominate clay in soil. Compaction reduced the infiltration rete and concentration of Cd in the middle and subsurface layers but application of leonardite increased the Cd concentration in supernatant more than 10 times compared to control. Also, geochemical forms of Cd (Fe-Mn oxides, exchangeable and carbonate forms) decreased in the surface layer (P
    Keywords: Chemical forms of Cadmium, Landfill, Clay minerals, Compaction
  • Babak Sori * Pages 609-626
    The objective of the present study was arsenic removal from aqueous solutions by MCM-48 mesoporous silica functionalized by 3-Aminopropyl trimethoxysilane (APTMS) in batch system. This sorbent synthesized by sol-gel methods and its structural features were characterized by means of X-ray diffraction, nitrogen adsorption-desorption, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of different independent variables including pH, initial As (V) concentration, sorbent dosage, contact time and temperature in adsorption were studied. The obtained results revealed that MCM-48 particles size exhibited from 400 to 500 nm with spherical morphology having a pore size about 2.44 nm, specific surface areas 1326 m2.g-1 and total pores volume were 1.11 cm3.g-1. The results of the As(V) adsorption by NH2-MCM-48 revealed that the optimum values for pH, initial As(V) concentration and sorbent dosage were found to be 2, 50 mg.L-1 and 1 g.L-1, respectively. In addition, Thermodynamic study indicated the endothermic behavior and spontaneous nature of adsorption. The study of the kinetics also showed that data from the experiments fitted well to pseudo-second order equation. On the other hand, Langmuir model better fitted with the experimental data among the two adsorption isotherm models used.
    Keywords: MCM-48, post-synthesis functionalization, arsenic, Adsorption
  • Mohamadsaleh Alitaleshi * Pages 627-641
    Human activities cause to the accumulation of heavy metals in soil. Soil pollution will significantly reduce environmental quality and affect human health. This study aimed to determine the concentration of some heavy metals (Ni, Pb, Fe, Zn, Cr and Cd) and evaluate the effects of Kerman steel industry on concentration of soil heavy metals. A total of 60 samples from the surface soil and a depth of 0-15 cm were collected at different distances from Kerman steel complex and analyzed with Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Some indices of pollution including Contamination factor (Cf), Pollution index (PI), Pollution load index (PLI), Pollution Intensity index (Ipoll), Potential contamination index (Cp) were calculated to assess the levels of soil contamination. The Pearson correlation, principal component analysis (PCA), hierarchical clustering analysis (HCA) was used to determine the origin of pollutants. The results were showed the trend of heavy metal concentration in the study area as Fe>Zn>Pb>Ni>Cr>Cd respectively. The maximum of studied indices was related to Pb and then Zn. Pearson correlation was showed that Zn with Cd and Pb with Cr had significant positive correlation. A PCA results of Cf index was stay Zn and Pb in the first cluster. In the other words, these two elements are more human origin. This study showed that the study area does not need to severe remedial action; however, continuous monitoring of environment is essential.
    Keywords: Soil, heavy metals, Pollution index, PCA, Kerman
  • Leila Zare, Sedigheh Safarzadeh Shirazi *, Shahrzad Karami Pages 643-657
    Cadmium is one of the most important heavy metals in soil that it is important in terms of environmental and human health. The main purpose of this study was to evaluate the effect of Spirulina algae and incubation time on chemical forms of cadmium in a calcareous soil. The experiment was conducted in a factorial (2 × 3 × 3) arranged in a completely randomized design with three replications. Treatments consisted of three Spirulina levels (0, 500 and 1000 mg kg-1 soil), cadmium levels (5, 20 and 40 mg kg-1 soil as cadmium sulfate (CaSO4.6H2O) and incubation times (1 and 2 months). Results showed that addition of 500 and 1000 mg Spirulina kg-1 soil in all of the cadmium levels in the first month decreased exchangeable fraction and increased the organic and carbonate fraction and cadmium that bound to iron and manganese oxides. Over the incubation time (in the second month), due to decomposition of algae, the organic fraction of cadmium decreased and soluble fraction of cadmium increased. In general, at first application of Spirulina decrease the bioavailability of metals and increase the organic and less soluble fraction of them, but over the time, it can increase the bioavailability of metal and therefore might be increase the uptake of Cd for plants. Therefore before application of Spirulina as an organic fertilizer, in cadmium polluted soils, it should be applied with caution. Further investigation using Spirulina at more incubation time and on a larger number of soils is recommended.
    Keywords: Cadmium, Spirulina, fractionation
  • Sima Abdi, Bahman Kiani *, Asqar Mosleh Arani, Ali Jebali Pages 659-672
    This study investigated physiological response of Caspian locust and River red gum affected by Cadmium sulphide nanoparticles. First we grew one-year old seedlings of two plants in similar conditions. The experiment designed was a randomized complete block with three replications and two concentrations of Cadmium Nano-sulphide (20 and 80 mg/lit) beside the control treatment was conducted in greenhouse. After 30 days sampling was done for plants and the amounts of proline, chlorophyll, soluble sugar, Mallon di-aldehyde and amount of Cadmium sulphide in roots and aboveground parts were measured. Analysis of variance was conducted to test differences and Duncan test for compare means. Results showed that more aggregation of nanoparticles was seen in roots than aboveground parts. Also absorption of nanoparticles in River red gum was more than Caspian locust. The results also showed that increasing the amount of nanoparticles affected the amounts of Mallon di-aldehyde. Amount of chlorophyll was decreased in River red gum while inversely was increased in Caspian locust. In general, the concentrations of cadmium sulfide nanoparticles was studied under this experimental conditions, have many negative effects on Caspian locust. Reducing the amount of sugar and proline in this species, is most likely due to the effect of nanoparticles on creating water stress. In fact, nanoparticles have been indirectly reduced the amount of sugar and proline. While River red gum increased production of sugar and proline to regulate osmotic level. However, plant protection and anti-oxidants may also be involved.
    Keywords: Cadmium sulphide Nano-particles, Caspian locust, proline, River red gum, soluble sugar
  • Fatemeh Ghaedamini, Rasool Zamani-Ahmadmahmoodi *, Maryam Najafi Pages 673-684
    In order to studing the water quality of Pireghar river, Chaharmahal & Bakhtiari Province, that plays an important role in the main water supply for urban, rural, agriculture and aquaculture, water samples were collected from 5 stations along the river in February 2016 to measure physical and chemical parameters (pH, temperature, turbidity, oxygen biochemical demand, chemical oxygen demand, dissolved oxygen, conductivity, nitrate and phosphate, total suspended solids, total solids) and microbial parameters (total coliform, fecal and heterotrophic bacteria). Sampling methods and analysing was performed according to Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association. According to the first European standard of the World Health Organization, the degree of bacterial contamination of the river, in comparison with the amount of total coliform was in the third group (ie pollution that be eliminated by costly methods) and in comparison with the amount of fecal coliform was in the first group. The results showed that water quality parameters of river according to the Aquatic standards, Environmental Protection Agency standard, the World Health Organization Institute of Standards and Industrial Research of Iran were in optimum state.
    Keywords: Microbial parameters, Physical, chemical parameters, Pireghar River
  • Maasumeh Mostafaie Kharvanagh *, Nasser Aliasgharzad, Shahin Oustan Pages 685-697
    Linear alkyl benzene sulfonate is widely used in detergents. The annual amounts of the surfactant through irrigation with wastewater or the use of sewage sludge as organic fertilizer into the soil ecosystem and the continued use may result in adverse effects on health and quality of soil. To assess the risks of contamination of the soil ecosystem with surfactant there are several methods that one of these methods is pollution induced community tolerance (PICT). In this study the impact of different levels of surfactant lauryl benzene sulfonate (LBS) on microbial activity in soil were evaluated with PICT assessment.For this purpose, different levels of LBS include 0, 0.025, 0.05, 0.1, 0.5 and the 1% were added to the pots containing 2 kg of soil in 3 repeats and kept for 90 days at moisture of 65 to 75% of field capacity (equivalent to 10 kPa) and 25 ° C temperature. Dehydrogenase activity as a measure of microbial activity was measured in 3, 7, 15, 30, 60 and 90 days of incubation. The results were obtained after incubation with different levels of LBS and soil microbial population was gradually induced tolerance. Increased tolerance in soil microbial was started from day 60 and increased thereafter. In 60 and 90 days of incubation increasing PICT amount to 0.05 percent was observed gradually, after that the tolerance increased strongly. In fact this concentration is a critical level for LBS.
    Keywords: surfactant, lauryl benzene sulfonate, PICT, dehydrogenase
  • Hoda Mori Bazofti *, Alireza Safahieh, Seyed Mohammad Bagher Nabavi, Kamal Ghanemi Pages 699-708
    Heavy metals, especially mercury due to its toxicity, persistence and the impact on aquatic organisms is important in terms of public health noteworthy. This study aimed to assess mercury concentrations in surface sediments of estuaries Mahshahr, Khuzestan province, eight stations were selected and three sediment samples were collected from each station. Sampling operations were conducted in January 2016. After laboratory analysis, the content of mercury using cold vapor atomic absorption technique was measured. The average concentration of mercury in sediments of stations studied in the range of 90-490 was nanogram per gram. High levels of mercury were found in petrochemical estuary and with increasing distance from this estuary, the pollution of the gradually decreased. In general, the calculation for regional factor pollution, pollution is too severe for most stations showed, while According to global factor pollution was low to moderate.
    Keywords: Pollution, mercury, Petrochemical estuary, sediment
  • Ahmad Sadeghipour * Pages 709-717
    This study evaluates monthly and seasonal changes in carbon dioxide emission in five classes of soil erosion in Ghara aghaj basin in Isfahan province. Amounts of water erosion were calculated in working units, using EPM model. Afterward, carbon emission were measured on a monthly basis, for a period of one year using alkali traps in five classes of soil erosion including very low, low, moderate, high and very high. Data on emission levels and erosion classes were analyzed as a factorial experiment in a completely randomized design with four replications. The highest rate of emission occurred in July (3.7 gC/m2/day) in very high eroded lands and the lowest in February (0.022 gC/m2/day) in very low erosion rate. Moreover, the greatest amount of carbon emission happened in summer and lowest in winter. Generally, CO2 emission increased by increasing erosion intensity, so controlling erosion is recommended to reduce Carbon losses via detachment or emission.
    Keywords: Alkali trap, Factorial experiment, Carbon emission, EPM
  • Masoud Hedayatifard *, Neda Oroumi, Maryam Khavarpour Pages 719-734
    Comparative study of Heavy metals accumulation (Cd, Pb, Hg, Cu) in liver, skin and muscle tissues and Fatty acids profile of Persian sturgeon was done in West and East Southern coasts of Caspian Sea. The results showed that the metals were in accptable ranges in fish muscle (P>0.05); but metals concentration in lever was more than skin and muscle (P
    Keywords: Caspian Sea, heavy metals, Persian sturgeon, Omega-3