به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

حسین پیرخراطی

  • غلامرضا فتح آبادی*، حسین پیرخراطی، فرخ اسدزاده
    آلودگی خاک و رسوبات کواترنری به فلزات سنگین باعث تهدید زندگی موجودات در انواع اکوسیستم ها می گردد. رسوبات و خاک دشت جوین از افیولیت های سبزوار منشا می گیرد، لذا به لحاظ وجود آلاینده های ژئوژنیک، بخصوص نیکل و کروم بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه، برخی از شاخص های آلودگی فلزات سنگین در خاک و رسوبات دشت جوین ارزیابی شد. هدف از این پژوهش، ارزیابی میزان آلودگی خاک و رسوبات بود. 107 نمونه خاک از عمق 0-30 سانتی متری جمع آوری و خشک شد. برای آنالیز به آزمایشگاه ارسال شد. با استفاده از هضم 4 اسید و دستگاه ICP-OES خوانش گردید. آلاینده های فلزی در دو گروه دسته بندی شد. گروه اول شامل نیکل و کروم، که در تمام نمونه ها با غلظت های به ترتیب 6 و 3 برابر بالاتر از مقادیر میانگین شیل می باشد. گروه دوم که شامل آرسنیک، کبالت، مس، سرب و روی میباشد، تقریبا برابر متوسط جهانی شیل است. سمت غربی دشت از امنیت آلودگی پایینی برخوردار است. به احتمال قوی عامل ناهنجاری ژئوشیمی زیست محیطی می تواند، معادن کرومیت و کارخانه فرآوری آن باشد که از لحاظ جانمایی در این قسمت واقع شده اند. محدوده شمالی کارخانه های فروکروم، کارخانه قند و اسید سیتریک جوین که در پایین دست صنایع فوق می باشند، از لحاظ احتمال سمیت به فلزات سنگین با سطح ریسک بالا، خیلی بالا و همچنین درصد سمیت احتمالی بین 50 - 75 درصد می باشد.
    کلید واژگان: خاک, رسوب آبراهه ای, فلزات سنگین, آلودگی, دشت جوین
    Gholamreza Fathabadi *, Hossein Pirkharrati, Farrokh Asadzadeh
    Contamination of soil and sediments with heavy metals causes the destruction of organisms in ecosystems.The Sources of sediments and soil of Jovein plain from ophiolites. Therefore, it is important due to the existence of geogenic pollutants, especially chromium and nickel . In this study, some indicators of heavy metal pollution in the soil and sediments, were evaluated .The purpose of this research was to evaluate the degree of soil and sediment pollution. 107 surface soil samples were collected from the depth of 0-30 cm and sent to the laboratory for analysis. Soil samples were digested by 4 acid method and the concentration of the heavy metals was measured by the ICP-OES device. Results showed that the metal pollutants could be classified into two groups. The first group includes nickel and chromium, which are 6 and 3 times higher than the average shale values in all samples, respectively. The second group, which includes arsenic, cobalt, copper, lead and zinc, is almost equal to the global average of shale. The western side of the plain has low level ofpollution. Most likely, the cause of environmental geochemistry abnormality can be chromite mines and its processing activities, which are located in this area. The northern area of the ferrochrome factories, the sugar and citric acid factories of Jovein, which are downstream of the above industries, is very high in terms of the possibility of toxicity to heavy metals with a high risk level, and also the percentage of possible toxicity is between 50-75%.
    Keywords: Soil, River Sediment, Heavy Metals, Pollution, Jovein Plain
  • بهنام پرداختی، حسین پیرخراطی*، فرخ اسدزاده
    در دهه های اخیر آلودگی با منشا صنعتی به عنوان اصلی ترین عامل تخریب محیط زیست محسوب می شود. به همین منظور هدف از این مطالعه، بررسی آلایندگی و خطرات سلامتی فلزات سنگین سرب، روی، کادمیوم و آرسنیک در گرد و غبار شهر زنجان که با صنایع ذوب و پالایش فلزات سنگین احاطه شده، می باشد. نمونه برداری از گرد و غبار 5 ناحیه از مرکز شهر زنجان صورت گرفت و پس از آماده سازی نمونه ها به دستگاه ICP-MS تزریق شد. نتایج غلظت فلزات سنگین با استفاده از شاخص های آلودگی، ریسک اکولوژیک و شاخص های سرطانزایی و غیر سرطانزایی مورد ارزیابی قرار گرفت. فصل بهار بخصوص از منظر غلظت روی (003/0 میلی گرم بر کیلوگرم) و سپس سرب (4-10×4 میلی گرم بر کیلوگرم) و کادمیوم (5-10×6 میلی گرم بر کیلوگرم) در وضعیت نامطلوبی قرار داشت و در فصل زمستان غلظت آرسنیک (5-10×4 میلی گرم بر کیلوگرم) بالاتر بود. در فصل بهار آرسنیک (6/19) و روی (12) غنی شدگی بیشتری نشان داده و در مجموع شاخص غنی شدگی آرسنیک (میانگین سالانه 8/11) بالاترین غنی شدگی را نشان داد. در تمام فصول، کادمیوم و سرب غنی شدگی کم تا متوسط داشتند. شاخص درجه ی آلودگی در فصل بهار بالا (1/4) و در سایر فصل ها در وضعیت کم تا متوسط آلودگی قرار داشت. کودکان با خطر سرطانزایی 6-10×4/1 بیشتر از بزرگسالان در معرض خطر بودند. بخصوص خطر بلع ذرات آلوده به روی بالاتر بود. نتایج بدست آمده از شاخص های آلودگی و خطرات سلامتی، نشان داد که منبع آلودگی فلزات مورد مطالعه، فعالیت های انسان زاد از قبیل فعالیت های صنعتی اطراف شهر زنجان، ترافیک، تاسیسات صنعتی و سوختن سوخت های فسیلی است.
    کلید واژگان: شهر زنجان, فلزات سنگین, گرد و غبار, خطر سرطانزایی
    Behnam Pardakhti, Hossein Pirkharrati *, Farrokh Asadzadeh
    In Recent decades, pollutions of industrial Sources are considered as the main cause of environmental degradation. Therefore, the purpose of this study was to investigate the pollution and pathogenicity of lead, zinc, cadmium and arsenic in the dust of Zanjan City, Iran, which is surrounded by smelting and refining industries of heavy metals. Dust samples were taken from 5 areas in center of Zanjan city and after preparing the samples, they were injected into ICP-MS. The results of heavy metal concentrations were evaluated using pollution, ecological risk and carcinogenic and non-carcinogenic indicators. In spring was especially unfavorable in terms of zinc concentration (0.003 mg kg-1) and then lead (4×10-4 mg kg-1) and cadmium (5×10-6 mg kg-1) and in winter, the concentration of arsenic (4×10-5 mg kg-1) was higher. In spring, arsenic (19.6) and zinc (12) showed more enrichment and in general, arsenic enrichment index (annual average of 11.8) showed the highest enrichment. In all seasons, cadmium and lead were moderately enriched. The degree of pollution was high in spring (4.1) and in other seasons was low to moderate. Children at risk of carcinogenicity were (1.4×10-6) more than adults. In particular, the risk of swallowing contaminated particles was higher. The results obtained from the indicators of pollution and health hazards showed that the source of pollution of the studied metals is anthropogenic activities such as industrial activities around the city of Zanjan, traffic, industrial facilities and burning fossil fuels.
    Keywords: Zanjan, Heavy Metals, Dust, Carcinogenic Risk
  • صفیه حسن زاد*، حسین پیرخراطی، معصومه آهنگری، فرخ اسدزاده
    زمینه و هدف

    آلودگی به فلزات سنگین در محدوده های معدنی یکی از چالش های بسیار مهم بوده و ارزیابی پتانسیل آلایندگی باطله های معدنی و اتخاذ تدابیری جهت کاهش تاثیر آنها بر محیط زیست مهم است. در تحقیق حاضر، پتانسیل خطر باطله های تازه دپو شده در محدوده معدنی مس سونگون مورد ارزیابی قرار گرفت.

    روش بررسی

    نمونه برداری با توجه به شرایط باطله های تازه دپو شده، به صورت تصادفی انتخاب شده و تعداد 26 نمونه برداشت گردید. بمنظور انجام مطالعات سنگ شناسی و کانی شناسی، تعداد 22 مقطع نازک و نازک صیقلی تهیه گردید. 26 نمونه به روش طیف سنجی نشر نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-MS) و 10 نمونه به روش پراش اشعه ایکس (XRD)  مورد تجزیه قرار گرفتند.

    یافته ها

    کانی های سولفیدی به عنوان منشا عمده آلودگی های زیست محیطی، در باطله های مورد نظر سالم و فاقد آثار دگرسانی هستند. با این وجود غلظت اکثر عناصر بالقوه سمی در ترکیب باطله ها بالاتر از حد استاندارد بوده و شاخص کل خطر اکولوژیکی برای باطله ها برابر با 49/93 (خطر زیست محیطی کم) است. با توجه به شاخص های زمین شیمیایی، عناصر As و Cu و Pb دارای سطح آلودگی قابل توجه هستند. مقادیر شاخص خطر غیر سرطانزایی برای کودکان (بجز آهن و آرسنیک) و بزرگسالان کمتر از 1، بیانگر خطر سلامتی غیر سرطانزایی قابل توجهی نبوده و شاخص سرطانزایی نیز بیانگر وجود خطر سرطانزایی قابل توجه در صورت مواجهه طولانی با باطله ها برای کودکان در مورد برخی از عناصر است.

    نتیجه گیری

    باطله ها دارای پتانسیل خطر زیست محیطی قابل توجهی بوده و بنابراین بایستی مدیریت صحیح در خصوص نحوه دپوسازی بمنظور عدم انتشار و ورود عناصر بالقوه سمی به محیط زیست اطراف صورت گیرد.

    کلید واژگان: باطله معدن مس, ارزیابی شاخص خطر اکولوژیکی, شاخص های ژئوشیمیایی, شاخص سلامت
    Safieh Hassanzad*, Hossein Pirkharrati, Masoumeh Ahangari, Farrokh Asadzadeh
    Background and Objective

    One of the significant challenges in mining areas is the pollution of the environment by heavy metals. Therefore, it is crucial to assess the pollution risk associated with mining wastes and take action to mitigate their environmental impact. The current study assessed the risk potential of recently deposited tailings in the Songun copper mining area.

    Materials and Methods

    Based on the conditions of tailings, 26 samples were randomly selected from the recently deposited mine wastes. Twenty-two thin and thin polished sections were prepared for lithology and mineralogy studies. Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) was employed to analyze all 26 samples, while X-ray diffraction method (XRD) was used to analyze a subset of 10 samples.

    Results

    Sulfide minerals, as the main source of environmental pollution, remain intact and unaffected in the tailings. However, the majority of potentially toxic elements (PTEs) exhibit higher concentrations in the waste composition than the standard levels, resulting in a total ecological risk index of 49.93. Geochemical indicators highlight significant pollution levels for elements such as lead (Pb), arsenic (As), and copper (Cu). The values of the non-carcinogenic risk index for children (except As and Fe) and adults are lower than 1, indicating a non-significant non-carcinogenic health risk. However, the carcinogenicity index also indicates a significant carcinogenic risk in the case of long exposure to wastes, particularly for children.

    Conclusion

    Therefore, wastes pose a significant environmental risk potential, and due to this risk, proper management of their storage is necessary to prevent the release of PTEs into the environment.

    Keywords: Copper Mine Waste, Evaluation Of Ecological Risk Index, Geochemical Indicators, Health Index
  • مژگان دهقانی*، حسین پیرخراطی، راضیه لک، فرخ اسدزاده
    دریاچه ارومیه با بیش از 51 هزار کیلومتر مربع مساحت، یکی از 6 حوضه آبریز اصلی ایران است. رودخانه های نازلوچای، شهرچای، بازاندوزچای، گدارچای، مهابادچای و سیمینه رود واقع در غرب و جنوب غرب دریاچه ارومیه از جمله مهم ترین رودخانه های تامین کننده آب دریاچه هستند. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی ریسک سلامتی فلزات سنگین شامل کادمیوم، سرب، نیکل، کبالت، ارسنیک و کروم در رسوبات سطحی بستر رودخانه های غرب و جنوب غرب دریاچه ارومیه می باشد که بدین منظور 22 نمونه رسوب از عمق 10-0 سانتی متر به طور تصادفی برداشته شد و پس از تجزیه نمونه ها به روش ICP-OES، ریسک غیرسرطان زایی برای همه عناصر مورد مطالعه و ریسک سرطان زایی برای عناصر با سرطان زایی قطعی (کادمیوم، نیکل و کروم) محاسبه گردید. بر اساس نتایج، بیشترین غلظت نیکل، کبالت و کروم در رودخانه های باراندوزچای و گدارچای، بیشترین غلظت ارسنیک در دلتا و پایین دست رودخانه های نازلوچای و مهابادچای و بیشترین غلظت کادمیوم در دلتای نازلوچای و پایین دست سیمینه رود ثبت گردید که در موارد ذکر شده غلظت فلزات سنگین بسیار بیش از مقدار زمینه است. دوزهای میانگین روزانه فلزات سنگین مورد مطالعه برای کودکان و بزرگسالان بدین ترتیب اندازه گیری شد: کادمیوم< سرب < ارسنیک < کبالت < کروم< نیکل. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین ریسک غیر سرطان زایی برای کودکان به ترتیب مربوط به کبالت، کروم و نیکل بوده که ریسک غیر سرطان زایی کبالت (51/0) و کروم (215/0) به آستانه نزدیک است. ریسک کلی (HI) همه فلزات سنگین مورد مطالعه برای کودکان نیز در نزدیکی حد آستانه قرار دارد. ریسک کلی کروم و کبالت به ترتیب در 5 و 4 نمونه نزدیک به حد آستانه است و تنها در یک نمونه واقع در پایین دست باراندوزچای، ریسک کلی کبالت از مقدار آستانه فراتر رفته است. ریسک سرطان زایی کادمیوم و نیکل در نمونه های مورد مطالعه سلامت انسان را تهدید نمی کند درحالی که ریسک سرطان زایی کروم به حد آستانه نزدیک شده و به تبع آن ریسک سرطان زایی کل نیز در نزدیکی حد آستانه قرار دارد.
    کلید واژگان: فلزات سنگین, رسوبات سطحی رودخانه, ریسک سلامتی, ریسک سرطان زایی, دریاچه ارومیه
    M. Dehghani *, H. Pirkharrati, R. Lak, F. Asadzadeh
    Urmia Lake, with more than 51,000 Km2 area​​, is one of 6 main Iran’s catchments. Nazluchai, Shaharchai, Bazandozchai, Gadarchi, Mahabadchai and Siminehroud located in west and southwest of Urmia Lake are among the most important rivers supplying the lake. This study aims to evaluate heavy metals health risk including cadmium, lead, nickel, cobalt, arsenic and chromium in surface sediments of western and southwestern rivers of Urmia Lake, for which 22 sediment samples from depth of 0-10 cm was randomly taken and after analyzing by ICP-OES method, non-carcinogenic risk for all studied elements and carcinogenic risk for elements with definite carcinogenicity (cadmium, nickel and chromium) were calculated. According to results, the highest concentrations of nickel, cobalt and chromium were recorded in Baranduzchai and Gadarchai, the highest arsenic concentration was recorded in delta and downstream of Nazluchai and Mahabadchai and the highest cadmium concentration was recorded in Nazluchai delta and downstream of Siminehrood. In mentioned cases, heavy metals concentration is much more than the other parts. Average daily doses of studied heavy metals for children and adults were measured as follows: cadmium <lead <arsenic <cobalt <chromium <nickel. Results also showed that the highest non-carcinogenic risk for children was related to cobalt, chromium and nickel, respectively, while non-carcinogenic risk of cobalt (0.51) and chromium (0.215) is close to the threshold. The overall risk (HI) of all studied heavy metals for children is also close to threshold. Total risk of chromium and cobalt is close to the threshold in 5 and 4 samples, respectively, and in only one sample located in downstream of Baranduzchai, total risk of cobalt has exceeded threshold value. Carcinogenic risk of cadmium and nickel in studied samples does not threaten human health, while carcinogenic risk of chromium is close to threshold and consequently total carcinogenicity risk is close to threshold.
    Keywords: Heavy metals, River surface sediments, Health risk, Carcinogenic risk, Urmia lake
  • زینب صادقی، حسین پیرخراطی*، منیر مجرد، رضا دهبندی

    افیولیت گیسیان بازمانده ای از نئوتتیس است که در شمال باختری ایران در تقاطع کمربند های افیولیتی جنوب-شرقی ترکیه، شمال شرقی عراق و ایران قرار گرفته است. مقایسه ژئوشیمیایی خاک ها با میانگین سنگ های جهانی و منطقه مطالعاتی به تعیین گروه ترکیبی خاک های منطقه انجامید. شواهد ژئوشیمیایی گروه اول از نمونه های خاک با درصد سیلیس پایین توسط نمودارهای هارکر و مثلثی، نزدیک به موقعیت سنگ های اولترامافیکی منطقه (سرپانتنیت ها) و گوشته اولیه بوده و شباهت ترکیبی آن ها را توجیه می کند. گروه دوم از خاک ها در گستره ی بین پوسته زمین و بازالت جهانی هستند و بیش تر نزدیک بازالت پراکندگی نشان می دهند. الگوی به هنجار شده عناصر نادرخاکی REE در این گروه از خاک ها مشابه الگوی سنگ های مافیک منطقه است و در نمودار عناصر جزئی نیز در گروه مافیک طبقه بندی شده است. خاک هایی با درصد سیلیس بالا در نمودار اکسیدهای عناصر اصلی و جزئی نزدیک جایگاه سنگ های متاپلیتی منطقه و در محدوده بین پوسته زمین و شیل جهانی قرار گرفته است و ترکیب حدواسط منشا آن ها را پیشنهاد می کند. به احتمال زیاد محیط تکتونیکی سنگ منشا سه گروه خاک بر مبنای اکسیدهای عناصر اصلی حاشیه فعال قاره ای است.

    کلید واژگان: افیولیت, ژئوشیمی خاک ها, گیسیان, محیط تکتونیکی
    Zainab Sadeghi, Hossein Pirkharrati *, Monir Modjarrad, Reza Dehbandi

    Gysian ophiolite is a remnant of the Neotethys, located in the north-west Iran at the intersection of the ophiolite belts of south-eastern Turkey, north-eastern Iraq and north-western Iran. The geochemical comparison of the soils with the average of global rocks and the study area led to determination of the composition group of the region soils. The geochemical evidence of the first group of soil samples with low silica percentage by Harker and triangular diagrams is close to the position of ultramafic rocks of the region (serpentenites) and primary mantle and expresses their compositional similarity. The second group of soils ranges in the area between the earth's crust and basalt, and they show more distribution near basalt. The normalized pattern of REE rare earth elements in this group of soils is similar to the mafic rocks pattern in the region, also in the minor elements chart, they classified in the mafic group. Soils with high percentage of silica in the diagram of major and minor element oxides are located near the positiion of meta-plates rocks in the region, in the range between the earth's crust and global shale. So, this suggests the intermediate composition of their origin. Most likely, the tectonic setting of the three soil groups is based on the oxides of the main elements of the active continental margin.

    Keywords: Ophiolite, Soils Geochemistry, Gysian, Tectonic Setting
  • زهرا شیخی آلمان آباد، حسین پیرخراطی*
    زمینه و هدف
    به جهت وجود اهمیت کیفیت خاک در بستر حیات و محیط زیست، روش های ارزیابی مختلفی برای توصیف تاثیر آلاینده هایی همچون فلزات سنگین بر کیفیت خاک پیشنهاد شده اند. در این مطالعه ما با استفاده از مدل ریاضی، شاخص بهبود یافته وزنی به عنوان رویکردی نو، کیفیت خاک اطراف مجتمع سرب و روی زنجان واقع در شهرستان زنجان را مورد ارزیابی قرار داده و با نتایج حاصل از شاخص های آلودگی نمرو و شاخص بار آلودگی مورد مقایسه قرار دادیم.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه، نتایج حاصل از 71 ایستگاه نمونه برداری خاک اطراف مجتمع سرب و روی زنجان، واقع در شمال غربی ایران، توسط دستگاه اسپکترومتری نشری پلاسمای جفت شده القایی برای قرایت غلظت فلزات سنگین سرب، روی، آرسنیک، کادمیوم، تالیوم، باریم، آنتیموان، وانادیوم، کبالت، مولیبدن، نیکل و مس مورد استفاده قرار گرفت. همچنین مقدار اسیدیته خاک مورد آنالیز قرار گرفت. در این رویکرد، در طی محاسبه ی شاخص بهبود یافته وزنی، وزن ها با استفاده از ابزارهای آماری، از جمله تجزیه و تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی و تحلیل مولفه های اصلی، به فلزات سنگین مختلف اختصاص داده شد. نتیجه ی حاصل از شاخص به صورت کمی مقدار آلایندگی را مشخص می سازد.
    یافته ها
    براساس شاخص بهبود یافته وزنی، 9/19 درصد نمونه ها در آلودگی متوسط و 2/4 درصد نمونه ها در آلودگی شدید، و سایر نمونه ها فاقد آلودگی و یا با آلودگی اندک بودند. برحسب شاخص بار آلودگی 8/5 درصد نمونه ها در آلودگی متوسط و 8/2 درصد در آلودگی شدید و شاخص آلودگی نمرو 9/19 درصد نمونه ها در آلودگی متوسط و 2/42 درصد در آلودگی شدید قرار دارند. مقایسه همبستگی نتایج حاصل از مدل با شاخص بهبود یافته وزنی با شاخص بار آلودگی، مقدار همبستگی 907/0 و با شاخص نمرو، مقدار همبستگی 701/0 می باشد که نشان دهنده ی نزدیکی بیشتر آن با شاخص بار آلودگی بود. نتایج شاخص بهبود یافته وزنی نشان داد که فلزات سنگین روی، سرب، کادمیوم و آرسنیک با منشا انسان زاد و در نتیجه فعالیت های صنعتی مجتمع سرب و روی زنجان نشان می دهد. در حالی که فلزات سنگین باریم، وانادیوم، تالیوم، مولیبدن، کبالت، مس، نیکل و آنتیموان دارای منشا زمین زاد می باشند.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد که شاخص بهبود یافته وزنی با شاخص های قبلی تطابق خوبی داشته و می توان در محدوده های وسیع بکار برده شود. همچنین کاستی های شاخص های قبلی را برطرف نموده و به عنوان یک مدل جدید می تواند برای ارزیابی آلودگی خاک و خطر اکولوژیکی خاک مورد استفاده قرار گیرد. از این شاخص می توان در جهت شناسایی و تعیین منابع محتمل آلودگی استفاده نمود.
    کلید واژگان: شاخص بهبود یافته وزنی, زنجان, فلزات سنگین, شاخص نمرو
    Zahra Sheikhi Alman Abad, Hossein Pirkharrati *
    Background and
    purpose
    Due to the importance of soil quality in life and environment, various evaluation methods have been proposed to describe the effect of pollutants such as heavy metals on soil quality. In this study, we evaluated the quality of the soil around Zanjan lead and zinc complex located in Zanjan city by using the mathematical model of the improved weighted index and compared it with the results of Nemerow indices and pollution load index.
    Materials and methods
    In this study, the results of 71 soil sampling stations around Zanjan lead and zinc complex, located in the northwest of Iran, by inductively coupled plasma emission spectrometry device for reading the concentration of heavy metals Lead, Zinc, Arsenic, Cadmium, Thallium, Barium, Antimony, Vanadium, Cobalt, Molybdenum, Nickel and Copper were used. Soil acidity was also analyzed. In this approach, during the calculation of the improved weighted index, weights were assigned to different heavy metals using statistical tools, including hierarchical cluster analysis and principal component analysis. The result of the index quantitatively determines the amount of pollution.
    Results
    Based on the improved weight index, 19.9% of the samples were in moderate pollution and 4.2% of the samples were in severe pollution, and the other samples were without pollution or with little pollution. According to the pollution load index, 5.8% of the samples are in moderate pollution and 2.8% are in severe pollution, and according to the pollution index, 19.9% of the samples are in moderate pollution and 42.2% are in severe pollution. Comparing the correlation of the results obtained from the model with the weighted improved index with the pollution load index, the correlation value is 0.907, and with the Nimro index, the correlation value is 0.701, which indicates that it is closer to the pollution load index. The results of the improved weight index showed that the heavy metals Zinc, Lead, Cadmium and Arsenic are of anthropogenic origin and as a result of the industrial activities of Zanjan lead and zinc complex. While heavy metals Barium, Vanadium, Thallium, Molybdenum, Cobalt, Copper, Nickel and Antimony are of earth origin.
    Conclusion
    The results showed that the improved weighted index has a good match with the previous indices and can be used in wide ranges. It also overcomes the shortcomings of the previous indicators and can be used as a new model to evaluate soil pollution and soil ecological risk. This index can be used to identify and determine possible sources of pollution.
    Keywords: Improved weight index, Zanjan, Heavy metals, Nimro index
  • بهنام پرداختی، حسین پیرخراطی*، فرخ اسدزاده

    زمینه و هدف:

     در این مطالعه ارزیابی فلزات سنگین در خاک اطراف شهر زنجان، با بکارگیری شاخص های آلودگی، ریسک سرطان زایی و غیرسرطان زایی و تعیین منشا فعالیت های زمین زاد و انسان زاد با استفاده از روش های آماری پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، تعداد 30 نمونه از عمق 20-0 سانتی متری خاک برداشته و براساس روش هضم اسیدی توسط آنالیز طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی مورد آنالیز قرار گرفت.

    یافته ها

    فاکتور غنی شدگی برای روی و کادمیوم به ترتیب با میانگین 1/42 و 5/34 در رده ی غنی شدگی شدید و شاخص زمین انباشت برای کادمیوم با میانگین 8/2 در رده ی بالای آلودگی قرار داشت. تغییرات مکانی شاخص بار آلودگی و درجه ی آلودگی اصلاح شده نشان داد که در نزدیکی مراکز صنعتی شدت آلودگی بیشتر شده و رگرسیون خطی بین ریسک اکولوژیکی و ضریب میانه دامنه اثر متوسط (903/0=R2) نشان داد که 76 درصد نمونه ها در احتمال سمیت قرار گرفته اند. کادمیوم در کودکان و بزرگسالان با میانگین شاخص خطر غیرسرطان زایی 2 و 5/0 بخصوص در معرض جذب پوستی با میانگین 5/0 بیشترین خطر را داشت. خطر ابتلا به بیماری های سرطانی بیشتری را نشان می دهد. نتیجه ی تعیین منشا و سهم فلزات سنگین به کمک ارزیابی-های آماری نشان داد که سرب، روی و کادمیوم در نتیجه ی فعالیت های انسانی و کروم، مس و آرسنیک در نتیجه ی توامان فعالیت های انسانی و زمین زاد در منطقه تجمع یافته اند.

    نتیجه گیری

    پیشنهاد می گردد به منظور کاهش اثرات منفی زیست محیطی فلزات سنگین در خاک اطراف شهر زنجان، اقداماتی مانند کاهش ورود آلاینده ها و پالایش خاک آلوده صورت گیرد.

    کلید واژگان: تحلیل عاملی, شاخص آلودگی, شهر زنجان, فلزات سنگین, ارزیابی ریسک
    Behnam Pardakti, Hossein Pirkharrati *, Farrokh Asad Zadeh
    Background and Purpose

    In this study, heavy metals in the soil around the Zanjan city, by using indicators of pollution, carcinogenic and non-carcinogenic risk and determining the origin by using statistical methods.

    Materials and Methods

    In this study, 30 soil samples were taken from a depth of 0-20 cm and analyzed based on the method of acid digestion by induction coupled plasma spectroscopy.

    Results

    The enrichment factor for zinc and cadmium was in the extreme enrichment category with an average of 42.1 and 34.5, respectively, and the land accumulation index for cadmium was in the high pollution category with an average of 2.8. Spatial changes of the index of pollution load and modified degree of pollution showed that the intensity of pollution increased near the industrial centers and the linear regression between the ecological risk and the median coefficient of the medium effect range (R2=0.903) showed that 76% of the samples They are in the possibility of toxicity. Cadmium had the highest risk in children and adults with an average non-carcinogenic risk index of 2 and 0.5, especially exposed to skin absorption with an average of 0.5. It shows the risk of more cancer diseases. The result of determining the origin and contribution of heavy metals with the help of statistical evaluations showed that lead, zinc and cadmium are the result of human activities and chromium, copper and arsenic are the result of the combination of human and earth-born activities. have gathered in the area

    Conclusion

    In order to reduce the negative environmental effects of heavy metals in the soil of the study area, measures such as reducing the entry of pollutants into the soil and refining polluted Soil.

    Keywords: Factor Analysis, Heavy metals, Pollution index, Zanjan city, Risk Assessment
  • مژگان دهقانی*، حسین پیرخراطی، راضیه لک، فرخ اسدزاده

    در این پژوهش به منظور بررسی آلودگی رسوبات سطحی رودخانه های غرب و جنوب غرب دریاچه ارومیه، 20 نمونه سطحی از عمق صفر تا 10سانتی متری رسوبات برداشته شد. پس از عبور نمونه ها از الک 2 میلی متری، مقدار کل فلزات سنگین به دست آمد. سپس شاخص زمین انباشت (Igeo)، شاخص غنی شدگی (EF) و شاخص آلودگی (PI) فلزات محاسبه شدند. بر اساس نتایج حاصل، شاخص زمین انباشت نیکل، کبالت، کروم، آرسنیک و کادمیوم در همه رسوبات در محدوده ریسک خیلی زیاد (2<I_geo<1) یا زیاد (2I_geo>) قرار می-گیرند. ضریب غنی شدگی نیکل در رسوبات باراندوزچای و گدارچای در محدوده آلودگی فوق العاده زیاد (40<EF) و در رودخانه های شهرچای، مهابادچای، نازلو چای و سیمینه رود در بازه آلودگی خیلی زیاد است. ضریب غنی شدگی ارسنیک در تمام رسوبات، آلودگی خیلی زیاد (40> EF >20) را نشان می دهد. شاخص غنی شدگی در مورد کادمیوم، مس، کبالت و کروم تقریبا در تمام رودخانه ها گواه آلودگی زیاد و در مورد روی مبین آلودگی متوسط تا زیاد است. ارسنیک بیشترین میانگین شاخص آلودگی را رسوبات نازلوچای نشان می دهد. ماتریس همبستگی آماری، بیشترین میزان همبستگی را بین کبالت و کروم با نیکل نشان می دهد که دلیل آن، منشا زمین زاد مشترک آنها و همبستگی معنادار نیکل با ماسه مبین منشا طبیعی این عنصر در نظر گرفته می شود. همبستگی روی با ماده آلی و رس معنی دار و احتمالا به دلیل جذب روی توسط رس و ماده آلی است. بین آرسنیک با کادمیوم معنا داری رابطه وجود دارد. آنالیز مولفه های اصلی حاکی از وجود 4 منشا برای فلزات سنگین مورد مطالعه است که 4 مولفه اول با مقادیر ویژه بالاتر از 1، بیش از 85 درصد از واریانس داده ها را تعیین می کنند. در مولفه اول فلزات نیکل و کروم به همراه ماسه دارای بیشترین وزن هستند. روی، مس و pH در مولفه دوم قرار می گیرند، کادمیوم و ارسنیک در مولفه سوم و ماده آلی و سرب در مولفه چهارم دارای بیشترین وزن هستند.

    کلید واژگان: رسوبات, رودخانه, شاخص های آلودگی, فلزات سنگین
    Mozhgan Dehghani *, Hossein Pirkharrati, Razieh Lak, Farrokh Asadzadeh

    In this study, in order to investigate the contamination of surface sediments in west and southwest rivers of Lake Urmia, 20 surface samples were taken from a depth of 0-10 cm. After passing the samples through a 2 mm sieve, the total amount of heavy metals was obtained by ICP-OES. Then the geo-accumulation index (Igeo), enrichment index (EF) and pollution index (PI) of metals was calculated. Based on the results, geo-accumulation indices of nickel, cobalt, chromium, arsenic and cadmium in all sediments are in the risk range of extremely high (1<I_geo<2) or high (I_geo>2). Nickel enrichment coefficient in Barandozchai and Gadarchai sediments is extremely high (EF>40) and in Shahrchai, Mahabadchai, Nazluchai and Simineh rivers in very high pollution range (20<EF<40). Arsenic enrichment coefficient in all sediments shows very high pollution. The enrichment index for cadmium, copper, cobalt and chromium indicates high pollution in almost all rivers and it is moderate to high for zinc. Arsenic shows the highest average for contamination index in Nazluchai deposits. Statistical correlation matrix shows the highest correlation between cobalt and chromium with nickel because of their common geogenic origin and the significant correlation between nickel and sand indicates the natural origin of the element. The correlation between zinc and organic matter and clay is significant and probably due to zinc uptake by clay and organic matter. There is a significant relationship between arsenic and cadmium. Principal component analysis indicates 4 sources for the studied heavy metals, the first 4 components with specific values higher than 1, determine more than 85% of data variance. In the first component, nickel and chromium along with sand have the highest weight. Zinc and copper are in second component along with pH, cadmium and arsenic in third component and organic matter and lead in fourth component have the highest weight.

    Keywords: sediments, river, pollution indices, Heavy metals
  • حسنیه نظری*، مژگان دهقانی، حسین پیرخراطی، فرخ اسدزاده، فرنوش حاجی زاده

    مدل سازی مناسب کیفیت آب زیرزمینی از ابزارهای مهم برنامه ریزی و تصمیم گیری در مدیریت منابع آب است. در این مطالعه به منظور مدل سازی تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی دشت اردبیل از داده های 60 حلقه چاه در اردیبهشت سال 1392 استفاده گردید. داده ها در آزمایشگاه جهاد دانشگاهی استان آذربایجان غربی مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفت. آماره های توصیفی داده ها و ماتریس همبستگی پارامترهای مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار SPSS بدست آمد. پارامترهای کیفی بررسی شده در این مقاله عبارت است از: EC، TDSو TH می باشد. داده ها پس از استاندارد سازی، وارد محیط متلب شده و با استفاده از روش ANFIS-FCM ، پارامترهای آب زیرزمینی پیش بینی گردید. در این روش 70 درصد داده ها (42 نمونه) برای مجموعه داده آموزش و 30 درصد داده ها (18نمونه) برای مجموعه داده آزمون به طور تصادفی انتخاب شدند. برای مجموعه داده آموزش مدل ANFIS-FCM مقادیرEC (9142/0=R2 ،009391/0= MSE)، TDS (9703/0=R2 ، 00515/0=MSE)، TH (9741/0=R2 ، 00388/0= MSE) بدست آمدند و همچنین برای مجموعه داده آزمون مدل ANFIS-FCM مقادیرEC (987/0 =R2 ، 003383/0= MSE)، TDS (8381/0=R2 ، 00510/0=MSE)، TH (7625/0=R2 ، 0372/0= MSE) حاصل گردید. با استفاده از نتایج به دست آمده از این مدل، مشخص شد که پارامترهای آب زیرزمینی تخمین زده شده در محدوده ی مورد بررسی از دقتی بسیار خوب و همبستگی بالایی نسبت به مقادیر اندازه گیری شده برخوردار بوده است. در نتیجه روش هوشمند ANFIS-FCM روشی موثر، کارآمد و دقیق جهت تخمین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب می باشد.

    کلید واژگان: مدل سازی, ANFIS-FCM, پارامترهای آب زیرزمینی, دشت اردبیل
    Hosnie Nazari *, Mozhgan Dehghani, Hossein Pirkharrati, Farrokh Asadzadeh, Farnusch Hajizadeh

    Proper modeling of groundwater quality is an important planning and decision-making tool in water resources management. In this study, in order to model the changes in groundwater quality variables in Ardabil plain, data from 60 wells in May 2013 were used. The data were chemically analyzed in the University Jihad Laboratory by West Azerbaijan Province. Descriptive statistics of data and the correlation matrix of the studied parameters were obtained using SPSS software. The qualitative parameters studied in this paper are: EC, TDS and TH. After standardization, the data were entered into MATLAB environment and groundwater parameters were predicted using ANFIS-FCM method. In this method, 70% of the data (42 samples) for the training data set and 30% of the data (18 samples) for the test data set were randomly selected. For ANFIS-FCM model training data set, EC values (R2 = 0.9142, MSE = 0.009391), TDS (R2 = 0.9703, MSE = 0.00515), TH (R2 = 0.9741, 0.00388 = MSE values were also obtained for the ANFIS-FCM model test data set (EC = 0.987, R2 = 0.003383, MSE), TDS (R2 = 0.8381, MSE = 0.00510), TH (= 0.625). R2 (MSE = 0.072) was obtained. Using the results obtained from this model, it was found that the estimated groundwater parameters in the study area had very good accuracy and high correlation with the measured values. As a result, the ANFIS-FCM intelligent method is an effective, efficient and accurate method for estimating the physical and chemical parameters of water.

    Keywords: Modeling, ANFIS-FCM, Groundwater parameters, Ardabil plain
  • صبا محمدی، حسین پیرخراطی*

    کیفیت آب زیرزمینی جهت اهداف آبیاری در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. تحقیق حاضر، با هدف دست یافتن به کیفیت آب زیرزمینی دشت آبرفتی ارومیه، در سامانه های آبیاری می باشد؛ جایی که فعالیت های کشاورزی به دلیل افزایش روند خشکسالی در دریاچه ارومیه به آب های زیرزمینی وابسته است. در این مطالعه، از داده های مربوط به 59 حلقه چاه آب زیرزمینی منطقه مطالعاتی در فصل خشک سال 1397 استفاده شده است. داده ها از نظر پارامترهای کیفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند؛ سپس جهت بررسی تغییرات مکانی آب زیرزمینی و تعیین محدوده مناسب برای استفاده در سامانه های آبیاری، از تعدادی شاخص های کیفیت آب (شاخص نفوذپذیری، نسبت جذب منیزیم، نسبت جذب سدیم، نسبت کیلی، درصد سدیم، سدیم کربنات باقی مانده و شاخص اشباع لانژلیر) با استفاده از روش زمین آماری در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، استفاده گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر مرتبط با پارامترهای کیفی pH، هدایت الکتریکی، کلسیم، سدیم، کلراید، سولفات، پتاسیم و کل جامدات محلول در حد مجاز می باشند؛ درحالی که، 5/8 درصد و 17 درصد از چاه های آب زیرزمینی منطقه، به ترتیب در بی کربنات و منیزیم، دارای مقادیر بیش از حد مجاز بر اساس استاندارد سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO, 1994)، می باشند. آب زیرزمینی منطقه مطالعاتی، از نظر مقادیر به دست آمده برای شاخص نسبت جذب سدیم، کیفیت عالی و از نظر مقادیر محاسبه شده برای شاخص نفوذپذیری و درصد سدیم، کیفیت مناسب برای اهداف آبیاری را نشان می دهند. مقادیر مرتبط با غلظت نسبت جذب منیزیم، در 6/18 درصد چاه ها و مقادیر سدیم کربنات باقی مانده در تعداد سه نمونه از چاه ها، پایین تر از حد مجاز می باشند؛ در حالی که، چاه های مطالعاتی منطقه، از نظر مقادیر محاسبه شده برای شاخص نسبت کیلی و اشباع لانژلیر، برای آبیاری نامناسب می باشند. نقشه های توزیع مکانی شاخص های کیفیت آب زیرزمینی نشان می دهد که قسمت مرکزی دشت آبرفتی ارومیه، بهترین زون جهت اهداف آبیاری می باشد.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, دشت آبرفتی ارومیه, سامانه های آبیاری, شاخص های کیفیت آب, توزیع مکانی
    S. Mohammadi, H. Pirkharrati *

    The aim of this study is to evaluate suitability of groundwater for irrigation purposes in Urmia alluvial plain, West Azerbaijan, Iran; where agriculture activities are dependent on groundwater because of increasing drought trend in Lake Urmia. Fifty-nine water samples from groundwater were selected during dry season in 2018 and analyzed for water quality parameters. The present study was carried out to investigate the spatial variability of water quality indices (PI, MAR, SAR, RSC, LSI, KR and %Na) by geo-statistical methods to determine suitable areas for irrigation. Electrical conductivity (EC), pH, calcium, sodium, chloride, sulfate, potassium and TDS concentrations were in permissible limit, while %8.5 and %17 of groundwater wells; in bicarbonate and magnesium, respectively; were higher than acceptable limit within prescribed limits as FAO (1994) for irrigation purpose. The calculated SAR values suggested excellent quality for irrigation. The values of PI and %Na suggest that the groundwater of study area is suitable for irrigation purpose. It shows that concentrations of MAR in %18.6 of wells and RSC values in three of samples, are lower than the permissible limit; Whereas computed values of LSI and KR indicate unsuitable groundwater of study area. The spatial distribution maps of groundwater quality indicated that the central of Urmia plain is the most suitable zone for irrigation purposes.

    Keywords: Groundwater, Urmia Alluvial Plain, Irrigation Purposes, Water Quality Indices, Spatial Distribution
  • رویا بهرامی نصب، حسین پیرخراطی*، علی رضا عباس فام، زهرا شیخی آلمان آباد
    دشت کهریز در استان آذربایجان غربی و در امتداد دریاچه ی ارومیه واقع شده و جزء از حوضه ی آبریز دریاچه است. با توجه به نزدیکی این دشت به دریاچه و تغییرات سطح آب زیرزمینی در این منطقه، این پژوهش به منظور بررسی کیفیت آب زیرزمینی از نتایج 12 ایستگاه نمونه برداری در طی سه دوره ی آبی 89-88، 92-91 و  95-94 دوره ی خشک (شهریور ماه) به صورت مقایسه ای استفاده شد. نتایج مطالعات نشان داد تیپ آب در دوره ی اول سدیک- منیزیک- کلراته بوده و به تیپ کلسیک-کربناته-کلراته تغییر نموده است که نشان از اثر متقابل- آب سنگ در منطقه است. کیفیت آب زیرزمینی برای آشامیدن و کشاورزی نشان داد که در هر سه دوره ی مذکور بخش شمالی و مناطق منتهی به دریاچه ی ارومیه به دلیل بالا بودن شوری و مقدار سدیم از کیفیت مطلوبی برخودار نبوده و دارای محدودیت استفاده می باشند. جهت جریان آب زیرزمینی در منطقه از سمت غرب به سمت دریاچه ارومیه بوده و به همین منوال مقدار هدایت الکتریکی و همگام با آن کل جامدات محلول نیز از سمت غرب به سمت دریاچه افزایش نشان می دهد. بیش ترین میزان همبستگی بین پارامترهای هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول مشاهده شد (9/0<r و 05/0>p) و هم چنین یون ها همبستگی بالایی نشان داده و دارای منشا مشترکی می باشند. بررسی شاخص های درصد سدیم، نسبت جذب سدیم، نفوذپذیری، خطر منیزیم و نسبت کیلی نشان دهنده ی محدودیت کم تا متوسط در استفاده از آب زیرزمینی در سامانه های آبیاری می باشند. از عوامل کنترل کننده ی کیفیت آب زیرزمینی براساس نسبت های ژیوشیمیایی اثر انحلال کانی های تبخیری، تبخیر وسیع، احتمال نفوذ آب شور می باشد. از نظر هدایت الکتریکی 25% نمونه ها در وضعیت نامطلوبی قرار گرفته و برای مناطق شمالی شامل اراضی گل تپه و اراضی جمال آباد، قوشچی و قولنجی محدودیت بالا تا متوسط را نشان می دهد. بنابراین بکار گرفتن روش های مختلف مانند آبشویی و اصلاح الگوی کشت مورد نیاز می باشد.
    کلید واژگان: کهریز, کیفیت آب زیرزمینی, دریاچه ارومیه, کشاورزی
    R. Bahrami Nasab, H. Pirkharrati *, A. R. Abasfam, Z. Sheikhi
    Kahriz Plain is located in the West Azarbaijan province along Urmia Lake and is part of the Urmia Lake catchment. Given the proximity of this plain to Urmia Lake and changes in groundwater level in this region, this study aimed to investigate the quality of groundwater from the results of 12 sampling stations during three dry periods (September) of 88-89, 91-92 and 95-94 was used for comparison. The results showed that the water type was Calcic-Magnesium-Chlorate in the first period and changed to Calcic-Carbonate-Chlorate type indicating the interaction of water-rock in the region. Groundwater quality for drinking and agriculture showed that due to high salinity and sodium content in all three periods, the northern part and areas leading to Urmia Lake were not of good quality and had limited use. The direction of groundwater flow in the region is from west to Urmia Lake, and thus the amount of electrical conductivity along with the total soluble solids increases from west to lake. The highest correlation was observed between electrical conductivity parameters and total soluble solids (p <0.05 and r = 0.9) and ions were highly correlated and had a common origin. Investigation of indices of sodium percent, sodium uptake ratio, permeability, magnesium risk and Kelly ratio indicate low to moderate limitations in groundwater use in irrigation systems. Groundwater quality based on geochemical ratios is one of the factors controlling the effect of evaporative minerals dissolution, extensive evaporation, and probability of saline water infiltration. In terms of electrical conductivity, 25% of the samples are in poor condition and show high to medium restriction for northern areas including Goltapeh and Jamalabad, Ghushchi and Qolghani areas. Therefore, different methods such as leaching and modification of the cropping pattern are needed.
    Keywords: Kahriz, Ground water quality, Urmia lake, Agriculture
  • سارا ملا علی عباسیان*، مرضیه کریم پور، حسین پیرخراطی، فرخ اسدزاده
    در این پژوهش، اثر قدرت یونی در جذب کادمیم توسط رسوبات معلق رودخانه روضه چای واقع در بخش غربی دریاچه ارومیه بررسی شد. جذب کادمیم توسط رسوبات معلق در سیستم تعادلی یا پیمانه ایی انجام شد. مطالعه جذب کادمیم توسط رسوبات مورد مطالعه (غلظت رسوبات g l-1 40) در دامنه غلظتی 0  تا 350 میکرومولار کادمیم در pH معین (pH ذاتی هر یک از رسوبات) در قدرت یونی 6، 12 و 25 میلی مولار نیترات کلسیم انجام گردید. در این تحقیق، برای توصیف داده های جذب کادمیم، از معادله های فرندلیچ، لنگمویر و ون-های استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش قدرت یونی جذب کادمیم در همه نمونه های مطالعه شده کاهش می یابد. نتایج بیانگر آن است که معادله های فرندلیچ و لنگموییر در همه نمونه ها به خوبی بر داده ها برازش داده شد. متوسط ماکزیمم جذب کادمیم توسط رسوبات مورد مطالعه (6 نمونه) در دامنه غلظت های اولیه 0 تا 350 میکرومولار برابر 3/15 میکرومول بر گرم بدست آمد لذا، رسوبات معلق رودخانه روضه چای ارومیه پتانسیل بسیار پایین در جذب و انتقال کادمیم دارا می باشند. یعنی حتی در صورت حضور کادمیم در بستر رودخانه، این رسوبات معلق توانایی جذب کادمیم به طور قابل توجه نداشته و نمی توانند بعنوان عامل انتقال دهنده کادمیم در محیط زیست تلقی شوند.
    کلید واژگان: قدرت یونی, لنگموئیر, فرندلیچ, ون-های
    Marziyeh Karimpour, Hosein Pirkharati, Farrokh Asadzadeh
    In this research, suspended sediments of the Roze-Chay River, which were located on west part of Urmia Lake, were used to investigate the influence of ionic strength on sorption of cadmium. Adsorption of cadmium on the suspended sediments was investigated using batch experiments. The studied sediments (40 g l-1) was equilibrated in 6, 12, and 25 mmol l-1 ionic strength at definite pH with different cadmium concentrations (0-350 µmol l-1). The results indicate the more ionic strength; the less cadmium sorption occurs in all the samples. This effect of ionic strength on sorption can be attributed to the increased competition between competitive ions (Ca2+) and Cd2+. Isotherm data were described by using Freundlich, Langmuir, and Van-Huay models and better fitting were introduced Freundlich and Langmuir models. The average maximum adsorption capacity (b) of cadmium onto the suspended sediments was obtained 15.3 µmol g-1. Therefore, the suspended sediments have a very low potential for the sorption and transfer of cadmium. That means, even if cadmium is present in the bed of the river, these suspended sediments have no significant ability to sorb cadmium ions and cannot be considered as a carrier of cadmium in the environment.
    Keywords: Ionic strength, Langmiur, Freundlich, Van-Huay
  • فاطمه مهری یاری، حسین پیرخراطی*، خلیل فرهادی، نوشین سلطانعلی نژاد، فاطمه نقش افکن

    آلودگی خاک به فلزات سنگین یک مشکل جدی زیست محیطی است که سلامت بشر را تهدید می کند. پژوهش حاضر به منظور بررسی و شناسایی آلودگی فلزات سنگین آرسنیک، مس، سرب، روی و آهن متاثر از فعالیت های انسانی و طبیعی در رسوب بستر دریاچه و خاک های سطحی بخش شرقی شهرستان ارومیه واقع در استان آذربایجان غربی انجام شد. در مجموع تعداد 20 نمونه خاک و رسوب سطحی از عمق صفر تا 30 سانتی متری به صورت تصادفی از مناطق مورد مطالعه جمع آوری شد. بعد از آماده سازی نمونه ها، عصاره گیری برای تعیین غلظت کل فلزات سنگین خاک با استفاده از اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک صورت گرفت و غلظت کل فلزات توسط دستگاه ICP-OES اندازه گیری شد .نتایج محاسبه فاکتور آلودگی نشان داد که مس، آهن، روی و سرب در کلاس آلودگی کم و متوسط و آرسنیک در 5/65 درصد نمونه ها در کلاس آلودگی بسیار زیاد قرار داشت. مقادیر بالای فاکتور آلودگی مس، سرب و روی در حاشیه شهر و فاکتور آلودگی آرسنیک در بستر دریاچه مشاهده شد. تجزیه و تحلیل نقشه های فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی با نقشه کاربری اراضی و زمین شناسی، نشان داد که مس، سرب و روی بیشتر تحت تاثیر فعالیت های انسانی و آرسنیک متاثر از مواد مادری در منطقه است.

    کلید واژگان: آلودگی خاک, فلزات سنگین, فاکتور آلودگی, شاخص بار آلودگی, دریاچه ارومیه
    F. Mehri Yari, H. Pirkharrati*, Kh. Farhadi, N. Soltanalinezhad, F. Naghshafkan

    Soil pollution by heavy metals is a serious environmental problem that threatens the human health. The present study was carried out to investigate and detect the contamination of heavy metals of arsenic, copper, lead, zinc and iron due to human and natural activities in the sediment of lake bed and the surface soils of the eastern part of Urmia Province, West Azarbaijan Province. A total of 20 soil samples and surface deposition from the depths of 0 to 30 cm were collected randomly from the studied areas. After preparing the samples, extraction was carried out to determine the concentration of the heavy metals in the soil by using hydrochloric acid and nitric acid, and the total concentration of metals was measured using ICP-OES. The results of the calculation of the contamination factor showed that copper, iron, zinc and lead in the class of low and medium pollution and arsenic in 65.5% of the samples were very high in the class. The high concentrations of copper, lead and zinc contamination in the margin of the city and the contamination of arsenic in the lake bed were observed. The analysis of the contamination factor maps and contamination index with land use and geological map showed that copper, lead and zinc were mostly affected by human activities and arsenic influenced by the maternal materials in the region.

    Keywords: Soil contamination, Heavy metals, Contamination factor, Pollution index, Urmia lake
  • زهرا شیخی آلمان آباد، حسین پیرخراطی*، منیر مجرد

    مطالعه ی حاضر با هدف بررسی توزیع مکانی روی، سرب و کادمیوم در خاک اطراف مجتمع فرآوری مواد معدنی انگوران (MFMMA) شامل واحدهای تغلیظ سرب و روی و کارخانه ی روی در منطقه ی دندی، زنجان و بررسی پتانسیل آلایندگی، خطر اکولوژیکی، احتمال سرطان زایی و همچنین تعیین سهم منشا فلزات با استفاده از مدل عامل یابی مثبت صورت گرفته است. میانگین روی، سرب و کادمیوم، در نمونه های خاک سطحی ppm 1/1648، 9/467 و 8/9 می باشد. بررسی همزمان نقشه های کریجینگ توزیع مکانی فلزات و شاخص خطر اکولوژیکی، غالب بودن غلظت های بالای فلزات را در اطراف MFMMA نشان می دهد که همسو با نتایج بدست آمده از شاخص های درجه ی آلودگی اصلاح شده و بار آلودگی است. براساس شاخص زمین انباشت، سرب در 1/16% و روی در 5/17% نمونه ها آلودگی بالا نشان داد. در حالی که نتیجه ی حاصل از ضریب غنی شدگی، کادمیوم با میانگین 1/72، در رده ی غنی شدگی بی نهایت شدید قرار دارد. برمبنای شاخص خطر سرطان زایی احتمال ابتلا به سرطان برای بزرگسالان و کودکان با میانگین 3-10×1/0 و 3-10×2/0 در منطقه متوسط و بالا بوده است. مدل عامل یابی مثبت بیشترین سهم غلظت فلزات را (بیش از 90%) ناشی از منشا آنتروپوژنیک نشان داد.

    کلید واژگان: مجتمع فرآوری مواد معدنی انگوران, آنتروپوژنیک, خطر اکولوژیکی, غنی شدگی
    Zahra Sheikhi, Hossein Pirkharrati *, Monir Mojarrad

    Soil is a bed to the accumulation of nutrients and pollutants and plays an important role in environmental sustainability. Among all types of soil pollutants, heavy metals are considered as a major threat to environmental health due to their non-degradability in the environment and their long life span. Heavy metals are naturally present in the earth's crust. Rocks and minerals have a high impact on the concentration of elements in the soil and sometimes increase the concentration of the elements in the soil beyond the permitted level. Besides, human activities such as mining and related processing cause heavy metals propagation in the environment. Angouran Mineral Processing Complex includes Zinc and Lead Concentration Complexes and Zinc Factory is located in Dandi, Mahneshan city, northwest of Zanjan, Iran. Because of industrial activities development, some heavy metal processing has led to increasing their concentration in soil and other environmental media. hence, the purposes of this study were to determine the spatial pattern of Zn, Pb and Cd spreading around Angouran Mineral Processing Complex, to investigate their potential risk using different environmental indices, to identify ecological risk and carcinogenic risk, and to determine the contribution of anthropogenic and geogenic origin.
    Angouran Mineral Processing Complex, with the geographical coordinate of 36°34′20 ˝N and 47°37′40 ˝E. The area is located in a metamorphic complex of the Sanandaj-Sirjan microplate in the Zagros orogenic belt affected by the Tertiary to Quaternary volcanic activities as well as the geothermal activities of the Urumieh-Dokhtar zone. It is composed of the present age river banks and alluvial deposits in the center along with conglomerate and red tuffs in the northern part.
    Soil sampling was done from 0-20 cm depth in June 2016 (n=74). After the preparation of the samples, they were sent to the Zarazma laboratory for analysis of Zn, Pb, and Cd by ICP-OES. Statistical analysis of the data and index calculations were performed using Excel and SPSS software. Also, PMF 5.0 EPA (Positive Matrix Factorization) software was used to determine the source contribution to metal dispersion. Applied indices include enrichment factor (Ef), Geoaccumulation index (Igeo), pollution load indices (PLI) and modified pollution degree (mCd), ecological risk potential (PERI) and cancer risks (CR).
    The soil in the study area is in a poor and serious condition that threats agriculture and animal husbandry, the main activities besides the industrials. Zn had the highest concentration with an average of 1648.1 ppm in the region and fallowed by Pb and Cd with a mean of 467.9 and 9.8 ppm, respectively.
    The Igeo mean for Pb, Zn, and Cd were 1.7, 2.0, and 0.4, respectively, which indicated average contamination of Pb and Zn and non-contaminated to intermediate contamination of Cd. Igeo's result showed that the metals accumulation order was Zn> Pb> Cd. The extent of metal contamination was -2.4 to 8.9 for Pb, -0.4 to 8.3 for Zn, and -2.4 to 7.1 in terms of Cd, suggesting negative values for these metals which are in the range of non-polluted soils. High Cd contamination was observed only in 4.9% of the samples while EF showed high Cd enrichment (72/1). The mean Ef calculated for Zn, Pb and Cd were 37.1, 45.7 and 72.1, respectively, suggesting strong enrichment for Zn and Pb, but extremely strong for Cd. Cd is the most mobile metal in the soil and is likely to be absorbed through the plant's roots. The enrichment degree for all three metals in the region is wide. Contamination severity (Ff>10) in total observed for Zn, Pb, and Cd in 29.6%, 25.6% and 59.4% of samples, respectively, which indicates the very high impact of anthropogenic contamination sources. In general, it can be concluded from the Igeo and Ef index that samples collected from this area have enriched and contaminated by the examined heavy metals.
    Given the various toxic effects of metals on the human body, the PERI index of metals in the soil varies from 42.8 to 35500.5 and showed a high environmental risk for Cd than for Zn and Pb. Based on the classification, 35% of sampling points showed high ecological risk.
    The metal contamination degree in the soil was higher than expected. In the study area, mCd ranged from 0.8 to 723.4 and 60% of the samples showed high contamination. PLI calculation showed that the contamination range is between 0.7 and 627.8. The contamination range calculated by mCd and PLI revealed that 60% and 40% of the area is in very poor and inappropriate conditions, which shows a significant risk in agricultural land use.
    CR for adults ranges from 0.2×10-2 to 0.5×10-5 while the mean is 0.1×10-3. Unexpectedly, Zn with an impact of 96.9% had the highest share in the carcinogenic risk of ingested contaminated soil. CR for children varies from 0.4×10-2 to 0.9×10-5 with a mean of 0.2×10-3. Similar to the results obtained from adult CR, Zn with 99.1% had the greatest effect on the carcinogenesis probability due to ingestion. Based on the CR classification, the risk was a middle and upper class for children.
    The CR calculation for children and adults showed that the ingestion risk of contaminated soils contain Zn had the greatest effect on the risk of carcinogenicity and health problems. Absorption via skin and respiration of Zn, Pb and Cd were the next highest risk factors. Soil and dust ingestion was a potential source of exposure to environmental chemicals for both adults and children. Children may, in particular, consume large amounts of soil because of their tendency to play on the ground and carry the soil coated objects to their mouths. Due to the wide range of industrial activities in the region, agriculture in the study area poses a greater risk of carcinogenicity for the adult population.
    PMF model was used to quantify the contribution of the different sources in Cd, Zn and Pb pollution. Comparing the metals prevalence in each factor and the information obtained from the regional field for the probable source of heavy metals, two factors were considered to the probable source of the heavy metals. Geogenic origin was the first-factor and anthropogenic origin was the second one. According to the results, the concentration of Zn in the second factor was 99% while the first factor was 1%. Therefore, the greatest impact on Zn concentration in the region is due to anthropogenic activities. Pb and Cd the second factor were estimated to be 90.2 and 95.7%.
    Therefore, there is a need to reduce the risk of exposure to soil metals in order to maintain the health of the residents 'health and sustainability of the environment and animals in the area, including soil refining.

    Keywords: Angouran Mineral Processing Complex, Anthropogenic, ecological risk, enrichment
  • فرخ اسدزاده*، حسین پیرخراطی، زهرا شیخی آلمان آباد
    در تحقیق حاضر، تعداد 12 پارامتر کیفی آب مربوط به تعداد 63 حلقه چاه در دشت اردبیل در خرداد ماه سال آبی 92-91 اندازه گیری شد و سپس شاخص های کیفیت آب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد، آب زیرزمینی دشت اردبیل با میانگین شاخص های EC و SAR به ترتیب 7/1405 میکروزیمنس بر سانتی متر و 8/2 در کلاس C3-S1 از نظر طبقه بندی ویلکوکس قرار داشته و دارای محدودیت کم تا متوسط از نظر شوری و بدون محدودیت از نظر نفوذ آب در خاک می باشد. شاخص های RSC، KR و PI که به نوعی خطر سدیم را بیان می کنند، به ترتیب با میانگین های 5/4-، 6/0 و 8/53 نشان دهنده عدم وجود محدویت ناشی از سدیم و کیفیت مناسب از این نظر بود. شاخص CR با میانگین 85/0 نیز بیان کننده عدم وجود خطر خورندگی آب زیرزمینی بود. بررسی پارامترهای Na و Cl نیز بیان کننده محدویت متوسط از نظر سمیت آب برای گیاهان کشت شده در دشت اردبیل بود. از سوی دیگر نقشه های پهنه بندی شاخص ها نشان داد، مقدار شوری در بسیاری از نقاط دشت دارای محدویت کم تا متوسط و در قسمت های شرقی و جنوبی به ترتیب دارای بدون محدویت و محدویت شدید می باشد. اکثر نقاط دشت از نظر شاخص SAR دارای عدم محدویت بوده و فقط بخش کمی از قسمت جنوبی دشت دارای محدویت متوسط بود. بررسی شاخص LSI نشان داد، در بیشتر نقاط دشت مقدار این شاخص بزرگتر از صفر بوده و در نتیجه خطر گرفتگی قطره چکان ها وجود خواهد داشت.
    کلید واژگان: پارامترهای آماری, پهنه بندی, خطر سدیم, شوری آب, طبقه بندی ویلکوکس
    Farrokh Asadzadeh *, Hossein Pirkharrati, Zahra Sheikhi Almanabad
    The quantitative and qualitative decline of groundwater in recent years has needed for proper management of water from these valuable resources. One of the important ways to achieve this goal is to monitoring groundwater quality. In the present study, 12 water quality parameters related to 63 wells in Ardebil plain were measured in June and September (dry and wet season), 2013-2012, then water quality indices were studied. After calculating the indices, the ArcGIS10 software were used to prepare the maps and then calculate some important statistical parameters. The results showed that groundwater in Ardebil Plain with EC and SAR indexes average, 405.17 microseisms per cm and 2.8 in the C3-S1 class, according to Wilcox classification, and had a low to moderate limit Salinity and without any limit in term of penetration in the soil. RSC, KR and PI Indicators, which express the risk of sodium, indicate that there is no sodium constraint and have a good quality. The CR index with 0.8 average also indicated a lack of groundwater corrosion risk. Investigating the Na and Cl also indicates an average limit for water toxicity for the plants cultivated in Ardebil plain. On the other hand, the zoning maps of the studied indices showed that salinity in some parts of the plain has a low to moderate limit, and in eastern and southern parts, it has no limitation. According SAR index most part of plain was unlimited, with only a small portion of the southern plain with moderate constraints. The LSI index showed that in most plain areas, the value of this index is greater than zero, and therefore there will be a risk of droplets.
    Keywords: Mapping, Salty Hazard, Sodium hazard, Statistical Parameter, Wilcox
  • بهنام دولتی*، احسان نادری، حسین پیرخراطی، خلیل فرهادی
    حضور کروم در آب آشامیدنی و ورود پساب صنایع به منابع آب های زیرزمینی، سلامت بشر و محیط زیست را به خطر می اندازد. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر لئوناردیت در حذف آلایندهای Cr+6، Cr+3 از محیط های آبی انجام شد. مقادیر بهینه فاکتورها به روش مدل سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی تعیین شد. داده های جذب با معادلات سینتیکی شبه مرتبه اول و دوم برازش داده شدند. همچنین اثرات کاتیون ها و آنیون های تداخل کننده در جذب کروم تعیین شد. نتایج نشان داد که فاکتور زمان تماس، مقدار لئوناردیت و pH بیشترین تاثیر را در حذف کروم دارند. داده های سینتیکی کروم نسبت به معادله شبه مرتبه دوم (995/0=R2) به خوبی برازش داده شد. مقادیر پارامترهای ظرفیت (qe) و ضریب جذبی (Kads) Cr3+نسبت به Cr6+ بیشتر بود. به طوری که Cr3+ در فاصله زمانی کوتاه به مقدار زیاد توسط جاذب جذب شد. همچنین Fe (III) به عنوان کاتیون و SO42- به عنوان آنیون تداخل کننده، باعث کاهش حذف کروم Cr3+ و Cr6+ توسط لئوناردیت شدند. استنباط می شود که لئوناردیت به عنوان جاذب زیست تخریب پذیر، برای حذف کروم مناسب است و می توان از آن در حذف کروم از آب های آلوده استفاده نمود.
    کلید واژگان: لئوناردیت, کروم, سینتیک, یون های تداخل کننده
    Behnam Dovlati *, Ehsan Naderi, Hosein Pirkharrati Pirkharrati, Khalil Farhadi
    The presence of chromium in drinking water and the entry of industrial wastewater into groundwater resources endangers human health and the environment. This study was done to investigate the effect of leonardite to remove Cr+6, Cr+3 from aqueous environments. The optimal values of factors were determined by the surface response model and the central composite design. Adsorption data were fitted with the pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models. In addition, the effects of interfering cations and anions on chromium adsorption were determined. The results showed that the contact time, amount of leonardite and pH significantly affect chromium sorption. Chromium kinetic data were well fitted (R2=0.995) to the pseudo second order equation. The capacity (qe) and adsorption coefficient (Kads) parameters for Cr3+ were higher than Cr6+. As a large amount of Cr3+ was adsorbed by leonardite in a short time. Fe3+ and SO42- as interfering ions reduced the removal of Cr3+ and Cr6+ by leonardite respectively. It is concluded that Leonardite, as a biodegradable adsorbent, is suitable for remove of chromium from contaminated waters.
    Keywords: Leonardite, Chromium, Kinetics, Ion Interfering’s
  • حامد جعفریان، عبدالرضا واعظی هیر *، حسین پیرخراطی
    برای بررسی کیفیت آب های زیرزمینی شهرستان ارومیه تعداد 15 نمونه از آب چشمه های مختلف در کل گستره ی مطالعاتی برداشت گردید. اندازه گیری غلظت کاتیون ها و آنیون های اصلی (HCO3, Cl, SO4, Mg, Ca, Na, K) و برخی خواص آب همچون EC، pHو TDS به صورت برجا در محل نمونه برداری و با استفاده از دستگاه های قابل حمل اندازه گیری شد. بررسی نمودارهای دایره ای نشان داد که ژیپس موجود در واحد آبرفت های جوان سبب بالا رفتن جزئی مقدار SO4 و EC در نمونه های موجود در حوضه ی آبگیر این واحد شده است و همچنین وجود مارن های موجود در منطقه باعث افزایش مقدار Naدر برخی از نمونه ها شده است. تیپ غالب نمونه های آب زیرزمینی منطقه، بیکربناته و کلسیک بوده و فرآیندهایی چون تعویض یونی (به علت حضور کانی های رسی) ، هوازدگی و انحلال سازند های آهکی و دولومیتی موجود در منطقه عوامل اصلی کنترل کننده ی شیمی آب چشمه های موردمطالعه بوده است، همچنین مشخص گردید که بخش اعظمی از تغذیه ی آب چشمه ها از واحدهای زمین شناسی مشابه (آهک های پرمین و واحدهای تخریبی میوسن) صورت می گیرد که ازنظر کشاورزی مناسب بوده و اکثریت نمونه ها برای شرب از کیفیت خوب برخوردار هستند. بالاترین همبستگی بین سولفات و TDS با 84 درصد است که نشان دهنده ی شوری نسبی در برخی نمونه ها تحت تاثیر این یون بوده و همبستگی کلسیم و بی کربنات نشان از منشاء ناشی از انحلال آهک و دولومیت است.
    کلید واژگان: کلمات کلیدی: آبخوان کارستی, آب زیرزمینی, ارومیه, سازند سخت, هیدروشیمی
    Hamed Jafarian, Abdorreza Vaezihir *, Hossein Pirkharrati
    Introduction
    The investigation into water resources of hard rocks and limestone, is very important because of their quality and role in the supply of the portable water. More than 10 percent of Iran is covered with hard rocks formations which increases up to 25% in the northwest of Iran. Because of the high quality of hard rock and karstic aquifers and their suitable location for supplying the drinking water of rural areas, the exploration and exploitation of groundwater from these formations are of interest. In quantitative terms, while the frequency of springs in hard rocks is normally more than that of karstic aquifers, the discharge of karstic springs is normally higher. The hydrochemistry of groundwater in hard rocks and limestone is influenced by aquifer body material, groundwater flow velocity, and residential time of water in aquifer.
    Methodology
    The study area was located in the west of Urmia City, northwest of Iran as a part of Lake Urmia watershed. The geological units is mainly carbonate rocks (limestone and dolomite).
    In order to investigate the quality of groundwater resources, 15 samples of springs were collected and analyzed for the major ions (HCO3, CL, SO4, Mg, Ca, Na, K). Other parameters such as TDS, PH and EC were also measured. Various diagrams and techniques like Durov and Gibbs diagrams, saturation index, and ion ratios were employed to determine the water type and faces and the source of ions. Also some diagrams were used to check water quality for agricultural and drinking usages.
    Results and Discussion
    Pie diagrams of SO4, Na, and EC showed that the basin area located in young alluviums bearing gypsum caused an increase in SO4 and EC. Marls of Miocene formation in the area also had increased the concentration of Na in some water samples
    Based on the samples position in the Piper, Durov, and Gibbs diagrams, most types of groundwater was bicarbonate and calcic types.
    The main factors which controled the groundwater chemistry were processes such as ion exchange (due to the presence of clay minerals), weathering, and dissolution of limestone and dolomite formations. It was also found that the watersheds of the large number of springs were located in Permian limestone and detrital Miocene units.
    Wilcox diagram showed that most of the samples were in the class C2-S1, which indicated their low salinity and their appropriateness for agriculture. Schoeller diagram also showed that the groundwater region had good and acceptable quality for drinking. Saturation index survey showed a highest value of unsaturity related to dolomites for the samples which is influenced by Silvana dolomitic formation. Under saturity of samples related to gypsum, halite, and anhydrate was expected because of the absence of saline gypsiferous formations in the area.
    Conclusion
    The results of this research showed that the groundwater of the study area has a water with calcic and bicarbonate types with a high hydrochemical quality, which is appropriate for agriculture and drinking uses. It was also found that lithology has a major role in the hydrochemistry and quality of the groundwater. Weathering and solution of Routeh and Tertiary limestone karstic formations, and Silvana dolomitic formation have more impact on the groundwater quality of the study area. However, alluvial gypsiferous and Miocene formations with marl beds have a little impact on the quality of groundwater in the north, center and east of the area.
    Keywords: Groundwater, Hard Rock, Hydrochemistry, Karstic Aquifer, Urmia
  • صفیه حسن زاد، حسین پیرخراطی، بهنام دولتی*

    سرب بعنوان یکی از خطرناک ترین فلزات سنگین سلامت انسان، گیاهان و سایر موجودات زنده را تهدید می کند. این تحقیق به منظور بررسی تاثیر انرژی حرارتی، آهک و فسفات در واحد زمان بر میزان تثبیت سرب در خاک های آلوده به فلزات سنگین انجام شد. نمونه خاک از منطقه آلوده معدن انگوران برداشت شد. جهت بررسی تثبیت سرب، محلول آهک در سطوح صفر و 5 درصد، محلول کود فسفاته در سطوح صفر و 5/2 درصد تهیه و با خاک مخلوط شدند و در دمای 25 ،200، 400، 600، 700، 800 درجه سانتی گراد حرارت داده شد. تجزیه واریانس نشان داد که اثرات مستقل حرارت و تیمارها در طول دوره زمانی معنی دار بود بطوریکه دمای 600 و 700 درجه سانتی گراد بیشترین تاثیر در رهاسازی سرب داشت. همچنین اثرات متقابل فاکتورها در دوره زمانی اول و دوم معنی دار شدند. افزایش حرارت باعث تغییر جهت اثر فسفات بر تثبیت سرب شده و افزایش حلالیت و انتقال آن در خاک را باعث شد. به طور کلی کاربرد آهک نسبت به فسفات برای تثبیت سرب در خاک های اسیدی و شور توصیه نشده و بهتر است از منابع فسفاته و در دمای محیط برای جلوگیری از تحرک سرب استفاده شود.

    کلید واژگان: کانی های رس, فلزات سنگین, فسفات, آهک
    Safye Hasanzad, Behnam Dovlati*
    Introduction

    The nature of heavy metals and their solubility in soil is important in the transition of these hazardous materials into plants, water resources and such compounds pose a serious threat to human health. Water, soil and air pollution are important component of industrial activities and directly exposed to the environment. Lead is one of the most important environmental pollutants and can from different ways contaminate soil and water resources. Since phosphate ions for stable complexes with cations such as Pb and Cd, so cause decrease the solubility and mobility of heavy metal in soil. Liming is the most widely used treatment, and leads to the precipitation of metal as metal–carbonates and significantly decreases the exchangeable fraction of metals in contaminated soil. Temperature is also an important factor in stabilization of heavy metal. Heat causes loss of water and hydrated around cations move them to empty spaces clay part of soil. The aim of this study was to investigate the effect of heat and lime, phosphate application on the immobilization of Pb in contaminated soil.

    Materials And Methods

    Soil sample was collected from waste mining of Angorane in Zanjan region and their physicochemical properties of soil were determined using standard methods. For stabilization mean, two levels of lime 0, 5% and 0, 2.5% phosphate fertilizer and mixed of lime (0, 5%), phosphate fertilizer (0, 2.5%) were added and mixed with 300 gr soil. Treatments as six different temperatures 25, 200, 400, 600, 700 and 800C were heated with electrical oven (Shimiran f.47) and loaded in distilled water for a different times (7, 30, 60 days), so samples were shaken every day 15 minutes. Samples were centrifuged at 2500 rpm for 5 minutes and passed through a filter paper. Pb concentration was measured in the supernatant using atomic absorption model (Shimadzu 6600). All analysis of variance and mean comparison were performed using SPSS and MSTATC software.

    Discussion of Result

    Physicochemical properties of soil sample showed in table 1. The soil was acidic and saline due to the existence of salts Cd and Pb. Ionic strength of soil increases as a high amount of salts and affected adsorption and desorption processing. Also due to the absence of carbonate in the soil (0%), these salts are available as sulfate of Cd and Pb probably. The soil sample contains 23% clay and has a silty loam texture class. The XRD result showed that the illite was the dominant mineral of soil. Total Pb concentration was 18000 mgkg-1 and indicates the severity of soil contamination. Based on the America's environmental protection agency (EPA) standards the allowable limit for the existence of Pb in soil is 100 (mg kg-1). Therefore, concentration of the metal in the soil was too standard and introduced as a contaminated soil.
    Statistical analysis: Analysis of variance showed independent effects of heat and treatments during the total periods were significant. The interactions of factors at 7 and 30 days were significant (Table 2).
    -no significant (ns), significant on the 0.1 (***), significant on the 0.05 (*)
    The results showed that lead release was a function of temperature variation and increased Pb release in all treatments except for 200 °C. High temperatures break the crystalline silicate minerals of the soil and Pb release was significant at a temperature up to 600 ° C, but no significant difference was found between 600 and 800 ° C. Also, the temperature increase reduces the soil's specific surface and increases the release of Pb (Figure 1). It seems that the heat treatment causes structural changes in the structure of clay minerals and different minerals. The increase of phosphate causes the change direction effect of heat at stabilized Pb.
    Figure 1. The main effect of heat and treatment in desorption of pb
    The lime application was significantly on lead stabilization compared to the blank on first stage and the highest desorption was observed at 700 ° C. The soil pH and EC are main parameters controlling the solubility and mobility of heavy metals in soils. Therefore soil sample was acidic (pH

    Conclusion

    The results showed that lime and ion phosphate behavior were differed in non-removing Pb of contaminated soils, so that phosphate ion reduces the solubility and transfer of lead in contaminated soils. But limestone application was not suitable for the stabilization of Pb in highly polluted soils. Heat changed the structure of clay minerals and increased the release of elements. Also, the heat increase led to a change in the direction of the effect of phosphate on the stabilization of lead. So , the use of phosphate sources was found to be suitable for the stabilization of lead in acidic soils and saltines contaminated with elements.

    Keywords: Clay minerals, Heavy metals, Phosphate, Lime
  • بهنام دولتی*، محمد مهدی شیخ الاسلامی آل آقا، حسین پیرخراطی، خلیل فرهادی
    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.
    کلید واژگان: فرم های شیمیایی کادمیم, لندفیل, کانی های رسی, تراکم
    Behnam Dovlati *, Mohammad Mahdi Sheykholeslami Al Agha, Hosein Pirkharrati, Khalil Farhadi
    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
  • بهنام عباسی*، رامین ملکی، حسین پیرخراطی
    در این مطالعه، نشت فلزات سنگین آرسنیک و جیوه ناشی از معدن کاری، حمل و نقل کانسنگ، استحصال و پالایش طلا که منجر به ورود آلودگی به آب های زیرزمینی و سطحی در منطقه زرشوران تکاب (جنوب آذربایجان غربی) شده مورد مطالعه قرار گرفت. محل های نمونه برداری (به تعداد 16 عدد) در اطراف سه کارخانه فراوری و همچنین خارج از محدوده فراوری واستحصال انتخاب شد. نمونه های آب از چاه ها، رودخانه ها و چشمه ها در ظرف های پلی اتیلنی یک لیتری بر اساس روش مرجع نمونه برداری، در چهار فصل از سال (1394) جمع آوری شد. به نمونه های جیوه پنج میلی لیتر اسید نیتریک و به نمونه های آرسنیک پنج میلی لیتر اسید کلریدریک اضافه گردید و در دمای چهار درجه سانتی گراد به آزمایشگاه منتقل شدند. آرسنیک و جیوه در نمونه های آب به ترتیب به روش اسپکتروفتومتری جذب اتمی مجهز به سیسیتم تولید هیدرید و اسپکتروفتومتری جذب اتمی مجهز به سیستم بخار سرد اندازه گیری شد.مطالعات صورت گرفته بر روی کانسارهای طلا در منطقه زرشوران تکاب نشان دهنده وجود آرسنیک و جیوه در کانسارهای منطقه است. نتایج بدست آمده نشان داد که مقدار آرسنیک در منطقه مورد مطالعه بیشتر از مقدار استاندارد سازمان بهداشت جهانی است که این مسئله در ارتباط با ترکیبات شیمیایی خاک منطقه مورد مطالعه می باشد. همچنین توجه به این مطلب ضروری است که، تجمع جیوه در آب سطحی با فاصله گرفتن از کارخانه های فراوری کاهش می یابد که نشانگر تاثیر مثبت فراوری طلا در حلالیت فلزات سنگین و سمی است.
    کلید واژگان: معدنکاری, استخراج طلا, آلودگی آب, تکاب
    Behnam Abbasi *, Ramin Maleki, Hosein Pirkharrati
    In this study, seepage of heavy metals, As and Hg due to activities such as mining, ore transportation, gold refining that lead enter into ground and surface waters in Zarshoran area of Takab (south of west Azerbaijan province in Iran) were investigated. The sampling sites (n=16) selected around three different gold extraction factories and also out of industrial areas. Water samples were collected from wells, rivers and springs in polyethylene bottles according to standard methods in the mid of every season (2015). Samples of Hg acidified with 5ml Nitric acid and As samples acidified with 5ml Hcl and kept at 40c and transferred to laboratory. As and Hg analysis respectively determined by using atomic absorption spectrophotometer at hydride generation mode and cold vapor analyzer. Studies on gold ore deposits in Zarshoran area of Takab indicate that As and Hg exist in minerals of studied area. The obtained results show that the concentration of As in the studied area is higher than the standard level allowed for drinking water by world health organization and it is related to the geochemical composition of the soil in studied area. Also it was found that, the concentrations of Hg in surface waters decreases with distance from the industrial area so it means that, the gold ore processing had positive effect on solubility of the toxic heavy metals.
    Keywords: Mining, Gold extraction, Water contamination, Takab
  • زهرا شیخی آلمان آباد، فرخ اسدزاده*، حسین پیرخراطی
    کیفیت آب از مهم‏ترین پارامترهای مرتبط با توسعه و پایداری فعالیت‏های بشری است. کیفیت آب را می‏توان از مقایسه مقادیر پارامترهای کیفی آن با مقادیر استاندارد هر یک تبیین کرد. محدودیت‏های این روش از جمله عدم جامعیت آن موجب توسعه شاخص‏های تلفیقی کیفیت آب شده است. هدف از این پژوهش، بررسی جامع شرایط کیفی آب آشامیدنی در آبخوان اردبیل با استفاده از یک شاخص پیشنهادی (DWQIProposed) است و مقادیر کمی و توزیع این شاخص با شاخص‏های متداول کیفیت آب نظیر DWQIG و DWQIA مقایسه شده است. بدین منظور نمونه‏برداری از 60 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبیل در شهریور ماه 1392 انجام گرفت و 21 پارامتر مختلف فیزیکی و شیمیایی در آنها تعیین شد. سپس شاخص DWQIProposedطی چهار مرحله شامل انتخاب خصوصیات کیفی آب و دسته‏بندی آنها، توسعه زیرشاخص، تخصیص ضریب وزنی برای خصوصیات برگزیده و ارائه تابع تجمیع محاسبه شد. نتایج نشان داد به رغم تفاوت در مقادیر کمی، الگوی توزیع فراوانی شاخص‏های DWQIG و DWQIProposed مشابه هم است. شاخص‏های DWQIProposed و DWQIA نیز در مقادیر زیاد تشابه فراوانی داشتند. با این حال، تفاوت بین میانگین شاخص‏های در منطقه معنا‏دار بود (05/0P<). سه شاخص یاد شده براساس ضریب همبستگی پیرسون ارتباط معنا‏داری داشتند (001/0P<؛ 99/0-98/0 = r). از بین پارامترهای کیفی مرتبط با بهداشت و سلامت، مقدار نیترات همبستگی بسیار زیادی با شاخص‏های یاد شده نشان داد (001/0P<؛ 815/0-712/0 = r) که بیان کننده تاثیر مهم نیترات بر کیفیت آب در آبخوان اردبیل است. الگوی مکانی شاخص‏های کیفیت آب استحکام فضایی مطلوبی نشان داده و نقشه های کریجینگ ترسیم شده بیان کننده افزایش کیفیت آب در مناطق شرقی و کاهش آن در بخش جنوب‏غربی منطقه است.
    کلید واژگان: شاخص های تلفیقی کیفیت آب, کریجینگ, گروه های کیفی آب, نیترات
    Zahra Sheykhi Alman Abad, Farrokh Asadzadeh *, Hossein Pirkharrati
    Water quality is considered as one the most important factors in development of the civilizations and sustainability of human activities. Water quality can be evaluated by comparing the each of the chemical properties in water samples with their reference values. The single parameter comparison method has limitation and a comprehensive evaluation of the water quality is not possible with this method. Thus, water quality indices has been developed during the last 3 decades. The aim of this study was to comprehensively evaluate the water quality in Ardabil aquifer with a newly proposed drinking water quality index (DWQIProposed). The DWQIProposed was also were compared with the conventional water quality indices including DWQIA and DWQIG. Water samples were collected from 60 wells in Ardabil aquifer during the September 2014 and analyzed for 21 different physical, chemical, and biological properties. DWQIProposed were computed in four steps including parameter selection, parameter categorization, development of sub-index with regression statistics, and aggregating the sub indices. Results indicated that, although there was a quantitative difference between the DWQIProposed and DWQIG, but their probability distribution functions reflect a similar pattern. DWQIProposed and DWQIA have similar values for samples with excellent water quality. ANOVA results indicated that the mean difference between three indices is significant (P
    Keywords: Comprehensive water quality indices, Water quality groups, nitrate, Kriging
  • شهاب مرادی دیرماندریک، حسین پیرخراطی، فرخ اسدزاده، علی آریانفر
    آب زیرزمینی در بیشتر نقاط جهان مانند ایران از مهم ترین منابع تامین آب برای مصارف گوناگون از جمله شرب است. آلاینده های مختلف کیفیت این منابع را به شدت تحت تاثیر قرار می دهند و استفاده از آن را برای مصارف مختلف ناممکن می‏سازند. نیترات از شناخته‏شده‏ترین آلاینده های منابع آب است که در سال‏های اخیر به دلیل افزایش جمعیت و توسعه کشاورزی در نتیجه نیاز بیشتر به مقدار آن در آب‏های زیرزمینی در مناطق مختلف جهان به شدت افزایش یافته است. این مطالعه با هدف بررسی مقدار نیترات در آب زیرزمینی آبخوان اردبیل با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی انجام شده است. بدین منظور از 63 حلقه چاه واقع در آبخوان اردبیل در طول دوران خشک سال 1392، نمونه‏برداری و مقدار نیترات آنها تعیین شد. نتایج نشان داد مقدار میانگین نیترات در نمونه های چاه ها برابر 18/39 میلی‏گرم بر لیتر است. نتایج واریوگرافی نشان داد مقدار نیترات در آب‏های زیرزمینی منطقه ساختار مکانی مستحکمی دارد و روش کریجینگ معمولی با دقت زیادی (508/=R2) قادر به تعیین توزیع مکانی الگوی نیترات در منطقه است. بیشترین آلودگی نیترات در بخش غربی و جنوب غربی منطقه که منطبق با مکان جغرافیایی شهر اردبیل و اراضی کشاورزی حومه آن است، مشاهده شد که نشان دهنده تاثیر فعالیت‏های انسانی بر افزایش نیترات در منابع آب منطقه است.
    کلید واژگان: آب آشامیدنی, کشاورزی, کریجینگ, منابع آب
    Shahab Moradi, Hossein Pirkarrati, Farrokh Asadzadeh, Ali Aryanfar
    Groundwater is one of the most important resources of water supply for various uses in many regions all over the globe including Iran. Different contaminants severely affect these resources and might render groundwater unsuitable for consumption. Groundwater contamination by nitrate is a well known globally growing problem due to the population growth and increase of demand for food supplies. This study was conducted to evaluate the nitrate concentration in water resources of Ardabil aquifer using Geographical Information System. Water samples were collected from 63 wells in Ardabil aquifer during the September 2014 and analyzed for nitrate concentration. The average nitrate concentration from the wells was 39.18 mgl-1. Based on the variography analysis, nitrate concentration showed a good spatial structure which may lead to the high performance of the ordinary kriging (R2=0.508) in predicting the groundwater nitrate spatial pattern. Nitrate concentration was very high at the western parts of the aquifer where the Ardabil city and its agricultural lands is located. These results clearly indicates that the anthropogenic sources from human activities and agricultural development are the main reasons of the nitrate pollution in this part of the aquifer.
    Keywords: Water resources, Drinking water, Agriculture, Kriging
  • هه ژار محمد پور *، حسین پیرخراطی، یوسف رحیم سوری
    سد مخزنی مهاباد منبع اصلی تامین آب آشامیدنی شهر مهاباد و اغلب روستاهای اطراف پایین دست آن می باشد. جهت بررسی کیفیت آب سد مهاباد و سرشاخه های اصلی آن، پارامترهای pH، EC، TDS، TH، TA، دما، شوری و غلظت کاتیون ها و آنیون های اصلی آب و برخی از عناصر فلزی و سنگین اندازه گیری شد. برای این منظور تعداد 5 نمونه آب برای تجزیه شیمیایی کاتیون ها و آنیون های اصلی آب و 11 نمونه آب برای تجزیه برخی از عناصر فلزی و سنگین از محل ایستگاه های طراحی شده نمونه برداری شدند. بر اساس نتایج تجزیه های شیمیایی و مقایسه با مقادیر مجاز اشاره شده در استانداردهای بین المللی، غلظت کاتیون و آنیون های اصلی آب و مقادیر پارامترهای فیزیکوشیمیایی نمونه های آب محدوده مورد مطالعه در دامنه مقادیر مجاز تعیین شده قرار گرفتند. این بررسی ها همچنین نشان داده است که بیشتر نمونه های آب سرشاخه های بالادست از نظر شرب تمامی نمونه های آب ایستگاه ها از نظر Cd و در مواردی از نظر Pb دارای آلودگی می باشند و بر اساس میزان سختی کیفیت تقریبا قابل قبول تا مناسبی دارند. بیشترین غلظت کل فلزات اندازه گیری شده در نمونه های آب محدوده مورد مطالعه مربوط به عناصر Cd و Pb با مقادیر به ترتیب μg/l130 و μg/l5/34 در ایستگاه KDT3 است که در مقایسه با استانداردهای سازمان بهداشت جهانی به ترتیب 26 و 5/3 برابر حد مجاز می باشند. آلودگی Cd و Pb در ایستگاه KDT3 می تواند هم منشا انسان زاد و هم زمین زاد داشته باشد. علاوه بر این، کیفیت آب از نظر آبیاری در طبقه C2S1 (شوری پایین) و کیفیت مناسب برای مصارف کشاورزی واقع شده است. نمودار پایپر نیز نشان می دهدکه نوع آب های منطقه از نوع بی کربناته – کلسیک است. کیفیت آب از لحاظ مصارف صنعتی به دلیل سختی کل بالا نیاز به نرم کردن قبل از مصرف دارند. کیفیت آب برای دام از نظر تمام عناصر مورد تجزیه به جز کادمیوم مناسب می باشند.
    کلید واژگان: آلودگی آب, فلزات سنگین, کادمیم, سرب
    Haajhar Mohamadpuor *
    Mahabad reservoir dam is the main drinking water source for Mahabad town and its downstream villages. To investigation of water quality, the physicochemical parameters including pH, Eh, EC, TDS, total hardness (TH), total alkalinity (TA), temperature, salinity, concentrations of main cations and anions (for 5 samples) and some of the heavy metals (for 11 samples) were measured in water sampling stations. According to the chemical analysis results and compare to the international standards, main cations and anions concentrations and physicochemical parameters values (exception total hardness) of the water samples are located in permissible ranges and suitable for drinking water. Compare to the world health organization (WHO) standards, all of the water samples indicate Cd and Pb pollution, point of view of drinking water. In KDT3 sampling station, the concentration of Cd and Pb are 26 times and 3.5 times of permissible values, respectively. Also, the water of Mahabad reservoir dam and upstream tributaries are polluted regarding to Cd for livestock and poultry requirements. These pollution can be related to geogenic source (mineralization) and anthropogenic source (wastewater derived from upstream villages). But for irrigiation, the water of Mahabad reservoir dam and upstream tributaries have low salinity (C2S1 class) and suitable for agricultural uses. Piper diagram revealed bicarbonate type and calcic facies for water of Mahabad reservoir dam. The surface water of the study area, for the reason of high total hardness, needs to softening prior to use for different industries.
    Keywords: Water pollution, Heavy Metals, Cadmium, Lead
  • فریبا عیسوند، بهنام دولتی *، حسین پیرخراطی، کاظم بدو، خلیل فرهادی
    یکی از مشکلات زیست محیطی دفن زباله ها، غلبه بر حجم بالای شیرابه زباله هاست که به طور همزمان یا پس از دفن در اثر رطوبت اولیه زباله و نفوذ بارندگی در محل دفن به وجود می آید. به این منظور برای تثبیت و نگهداری Cd در پی لاینرهای رسی، از خاک های رسی استفاده شد. در این تحقیق خاک های مورد مطالعه از سه منطقه نزدیک و فاقد آلودگی تهیه و آنالیزهای فیزیکوشیمیایی و مکانیکی خاک ها انجام شدند. همچنین به منظور ارزیابی پتانسیل جذبی خاک ها، مطالعات جذب و واجذب Cd، بر اساس تکنیک Batch بررسی شد. نتایج نشان داد که داده های جذبی نسبت به مدل لانگمویر و فروندلیچ برازش داده شدند. بر اساس ضرایب تبیین (R2) و خطای استاندارد (SE)، داده های جذبی نسبت به مدل لانگمویر برازش بهتری را نشان دادند. بیشترین مقدار جذب Cd در خاک شماره 1 و کمترین مقدار آن در خاک شماره 2 مشاهده شد. لذا بیشتربودن مقادیر پارامترهای جذبی خاک 1 نسبت به سایر خاک ها حاکی از پتانسیل جذبی بالای آن است. همچنین، همبستگی پارامترهای جذبی با ویژگی های مهندسی نشان داد که خاک 1 برای لاینر مهندسی- بهداشتی مناسب تر است.
    کلید واژگان: جذب سطحی, دفن زباله, کانی های رسی, هم دماهای جذبی کادمیوم
  • عبدالناصر فضل نیا، فریبرز خدادادی، حسین پیرخراطی

    بررسی 42 منبع آبی مختلف (شامل چشمه ها، قنات ها، چاه های بهره برداری و چاه های مشاهده ای) از آبهای زیرزمینی شمال و شمال-غرب شهرستان خوی (زورآباد) در مجاورت مجموعه افیولیتی سرپانتینی شده، به سن کرتاسه بالایی، نشان داد که در برخی مناطق، این آبها به شدت آلوده شده اند. پهنه بندی و تعیین منشا آلودگی منیزیم و فلزات سنگین آهن، روی و مس در آبهای زیرزمینی منطقه و ارتباط آن با افیولیت خوی، همراه با ترسیم نمودارها و نقشه های هم آلایش، مقایسه این نمونه ها با شاخصهای استاندارد WHO1 و EPA2 و استاندارد ملی نشان داد که مقادیر عنصر Mg در شمال دشت خوی از mg/l 1668-57 و در دشت زورآباد از mg/l 303-83 در تغییر است که غلظت بسیار زیادی را دارا می باشد. عنصر آهن صرف نظر از مقادیر بالای آن در چاه های پیزومتری که تا mg/l 183 نیز می رسد و ناشی از خوردگی لوله های جدار چاه است، دارای مقادیری بیش از حد مجاز شاخصهای استاندارد WHOو EPA و استاندارد ملی می باشد. مقدار میانگین عنصر آهن به ترتیب mg/l 96/23 و mg/l50/4 برای دشت خوی و زورآباد محاسبه گردید. دامنه تغییرات عنصر مس به ترتیب mg/l 20/1- 58/0و mg/l 10/1- 42/0 به ترتیب برای دشت خوی و زورآباد به دست آمد. عنصر مس در بعضی از نقاط نمونه برداری (یاروم قیه)، از شاخصهای استاندارد WHO و استاندارد ملی مقادیری بیشتر، ولی از شاخص EPA مقدار کمتری را داراست. عنصر روی به جز در یک مورد (روستای قزقلعه: mg/l 20/3) مقدار کمتری از هر سه شاخص فوق دارد. با توجه به وجود کمپلکس افیولیتی خوی و سنگهای مافیک و اولترامافیک موجود در منطقه، منشا مقادیر غیرمجاز آهن و منیزیم، مربوط به هوازدگی و آب شویی این دو فلز از کانی های سنگ ساز (الیوین، پیروکسن ها، سرپانتین ها و...) سنگهای فوق می باشد.

    کلید واژگان: فلزات سنگین, مجموعه افیولیتی خوی, آلودگی, زورآباد
    Abdolnaser Fazlnia, Fariborz Khodadadi, Hosseen Pirkharrati
    Introduction

    Heavy metals are the most toxic pollutants in aquatic ecosystems. This contamination can result from the release of heavy metal elements during alteration and weathering of ultramafic and mafic rocks (ophiolite zones). Among the important metals and pollutants in the ophiolite; chromium، cobalt، nickel، iron، magnesium، manganese، zinc and copper could be noted. Basically، a mass of serpentine consists of serpentine، amphibole، talc، chlorite، magnetite، and the remainder of olivine، pyroxene and spinel (Kil et al.، 2010). In such areas، the prevailing cold climate، during the serpentinization، chloritization and epidotiization، the activity of the solvent، such as chloride، fluoride، carbonates، sulfide، sulfosalt would be able to import the elements such as magnesium and iron، copper and zinc into the soil and groundwater. The study area is located in northwestern Iran. This area is located in the northwest of the city of Khoy. Because of the proximity to the north and northwest Khoy plains with ophiolite rocks، the soil of this region could possibly show the potential of contamination with heavy metals. Due to the toxicity and disease of unauthorized grades of these elements in groundwater in the study area، this study is focused on the more contaminated groundwater of the areas.

    Materials And Methods

    In this study، over a period of 5 days، sampling from 42 water sources، including fountains، aqueducts، wells، piezometers and wells in operation، was performed. The container was washed with acid and then rinsed 3 times with the water sample. The pH and temperature of the water in the samples was measured in the field. Then to each of the samples was taken from 2 to 5 ml of concentrated nitric acid (This causes that the metal elements would not adsorbed or precipitated by these particles) and pH of the samples was measured with litmus paper to reach level 2. This was done to ensure the consolidation of the water samples. Analysis of samples carried out in the chemistry laboratory of the University of Urmia. All water sampling procedures were performed based on standard protocols (SMEWW، 2010). The maximum concentration of heavy metal contamination of drinking water with EPA، WHO and national standards were compared. In this study، the chemical analysis of heavy metals، were used by graphite furnace atomic absorption spectrometry (at ppb) for the elements Cu، Mg، Fe and Zn. Concentration of the heavy metals in acidified water samples (pH value of 2)، using a flame atomic absorption spectrophotometer were analyzed.

    Discussion

    There are enormous amounts of Fe and magnesium in groundwater from the north and northwest Khoy plain، and the amount of Cu and zinc are in the normal range in water resources. The source of iron and magnesium in the groundwater of the study area is ultramafic and mafic rocks of the Khoy ophiolite complex. Weathering of ultramafic and mafic igneous rocks such as peridotite، olivine basalt، gabbro and pillow lava and then soil formation، high concentrations of the elements Mg and Fe were transferred to soil. Ferromagnesian olivine is formed Mg2+ and Fe2+ ions and tetrahedral silicon. If sufficient amount of Mg2+ and Fe3+ ions combine with silicon and oxygen، silicon into the soil، forms silicic acid (H4SiO4)، or magnesium or iron smectite (clay minerals) (Alexander et al.، 2007). Several types of pyroxene are more stable than olivine. Orthopyroxene during weathering decompose into talc and smectite. Magnesite (MgCO3) is present in some serpentine soils. With respect to the empirical relationship (Kierczak et al.، 2007) and based on temperature and rainfall، the study area with a drought index of 12. 48 places in the category of semi-arid-cold climate between 10 and 19. 9. Temperature changes in the condition cause weathering and leaching of serpentine soils، and subsequently can remove large amounts of magnesium. Weathering and leaching serpentine soils، releases immediately magnesium and its concentration in soil decreases. As a result، the concentration of the element in the water increases.

    Results

    Based on the charts and maps of iron، magnesium، zinc and copper contaminations، it is found that the concentrations of Fe and Mg in the north and northwest Khoy plain are higher than the permissible limit for drinking water. In some parts of the sample، the concentrations of Cu and Zn are exceeded WHO. However، based on EPA standard، the amount of copper is less than the limit. On the basis of three criteria: EPA، WHO and national standards، except for the village Ghez Ghaleh، zinc concentration is below the standard. According to the geological map of Khoy، the Khoy ophiolite complex containing mafic rocks and ultramafic is a source of iron and magnesium in groundwater. Acknowledgements: Editor of the Journal of Economic Geology، Professor Mohammad Hassan Karimpour and reviewers of this article are acknowledged for their unwavering assistance. Also، the authors thank Deputy of Research of the University of Urmia for the support required for this study.

    Keywords: Heavy metals, Khoy ophiolite complex, contamination, Zourabad
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال