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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « pollution indices » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «pollution indices» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • عارف صابری، قربان وهاب زاده کبریا*، سید محمد حجتی، سید رمضان موسوی

    بهره برداری از منابع معدنی اگرچه برای کشور بسیار مفید است، ولی آثار مخرب آن بر زندگی انسان و گیاه تاثیر منفی می گذارد. این آثار به صورت آلودگی در خاک نمایان می شود که می تواند منجر به عدم تعادل بوم سازگان شود و سلامتی انسان را به خطر بیندازد. پژوهش حاضر با هدف بررسی وضعیت آلودگی دو عنصر سرب و روی در داخل خاک سطحی منطقه معدنی کارمزد استان مازندران در اثر برداشت زغال سنگ انجام شده است. برای این منظور، چهار شاخص CF، mCF، RI و Igeo برای 110 نمونه جمع آوری شده از خاک سطحی محاسبه شد. نمونه های تهیه شده در محیط خشک به آزمایشگاه انتقال داده شد و سپس بر اساس روش ICP-MS در اندازه 75 میکرون تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مدل کریجینگ معمولی مناسب ترین مدل برای نشان دادن پراکنش غلظت دو فلز سرب و روی در منطقه است. هم چنین، کم ترین مقدار Zn برای شاخص Igeo برابر با 0/53- و بیش ترین آن برای شاخص های CF برابر با 0/72 به دست آمده است. مقدار غلظت سرب اندازه گیری شده بر اساس شاخص های Igeo، CF، mCF و Ri به ترتیب برابر با 0/08، 1/03 و 213 میلی گرم بر کیلوگرم است (RI<CF<Igeo). نتایج CF و mCF نشان داد که منطقه از لحاظ غلظت دو عنصر تعیین شده دارای وضعیت آلودگی کم یا متوسط است؛ به عبارتی مقدار این عامل برای Zn کم تر از 1 (CF<1) به دست آمده است که مقدار Pb (3 > CF> 1) است. شاخص Igeo نشان داد که Zn با غلظت کم تر از صفر آلودگی ندارد، ولی Pb با مقدار (<1 Igo >0) دارای وضعیت غیرآلوده تا کمی آلوده است. شاخص بوم شناختی بالقوه نیز نشان داد که مقدار غلظت دو عنصر کم تر از 150 میلی گرم بر کیلوگرم است؛ پس این شاخص نیز در طبقه خطر پایین آلودگی (150RI≤) قرار دارد. نتایج تحلیل PCA نشان داد که دو عنصر Zn و Pb دارای همبستگی مناسب و پراکنش خوبی با تغییرات محیطی و عوامل انسانی هستند. با توجه به نتایج، منطقه از لحاظ غلظت دو عنصر دارای آلودگی نبوده، ولی بهتر است برای بررسی دقیق تر عناصر دیگری که در سلامتی انسان نقش دارند با استفاده از شاخص های دیگر بررسی شود. همچنین، باطله های زغال سنگ تاثیر زیادی بر روی غلظت عناصر ندارد.

    کلید واژگان: شاخص های آلودگی, فلزات سنگین, کریجینگ, مدیریت منابع
    Aref Saberi, Ghorban Vahabzadekebriya *, Sayed Mohammad Hojjati, Sayed Ramazan Mosavi
    Introduction

    Although the exploitation of mineral resources is very useful for the country, it has a negative impact on human and plant life with its destructive effects. These destructive effects appear as pollution in the soil, which can lead to the imbalance of ecosystems and ultimately endanger human health. In addition, economic development and the expansion of industrial areas, especially coal mining mines, cause heavy metal contamination of the soil to become more severe and cause the destruction of soil resources and the deterioration of ecosystems in different regions of the world. The present study was conducted to investigate the contamination of the two elements Pb and Zn in the surface soil of the Komarzd mining area in Mazandaran province (Iran) due to coal mining.

    Materials and Methods

    Komarzd mines in Mazandaran province are one of the largest and oldest coal-producing areas in the central Alborz coal field. Komarzd mines are located 48 km from the southern district of Qaemshahr and 25 km from Alasht. Four indices, including CF, mCF, RI, and Igeo were calculated for 110 samples from surface soil prepared at a depth of 5-15 cm. After separating the rubble, the collected soils were kept in closed plastic bags with a unique code, and a GPS device recorded their location. The samples prepared in a dry environment were transferred to the laboratory. The ICP-MS method at 75 microns was used to analyze and measure the concentration of heavy elements in the collected samples. According to the presence of different elements measured in the region's soil and the compounds in it, two metals Zn and Pb were selected for evaluation and analysis. Sampling was randomly selected based on saved points and drilling tunnels. PCA statistical test is a type of multivariate analysis widely used in sediment, water, and soil pollution studies. Varimax Rotation is one of the most common types of PCA tests to interpret the results and contamination components of the method. This statistical method can be calculated using R and SPSS softwares.

    Results and Discussion

    The results showed that the ordinary kriging model is the most suitable model to show the region's concentration distribution of the two metals, PB and Zn. Also, the statistical status of the elements showed that the lowest amount of Zn for the Igeo index is equal to -0.53 and the highest value for the CF index is equal to 0.72. The amount of Pb concentration measured based on Igeo, CF, mCF, and RI indices equals 0.08, 1.03, and 213 mg/kg, respectively (RI<CF<Igeo). The results of the CF and mCF showed that the region has a low or moderate pollution status in terms of the concentration of the two determining elements; in other words, the value of this factor for Zn is less than 1 (CF<1) and the amount for Pb is (3 > CF> 1). The Igeo index showed that Zn with a concentration lower than zero is not polluted, but Pb with a value (0< Igo <1) has a non-polluted to slightly polluted state. The RI also showed that the concentration of the two elements is less than 150 mg/kg, so this index is also in the low-risk category of contamination (RI ≤ 150). By evaluating the graphs obtained from the PCA analysis, it was found that the two elements Zn and Pb in the correlation analysis graph have a good correlation and distribution, and the changes in the two axes show 47.9% and 24%, respectively, for the Igeo. This indicates the presence of environmental factors in the distribution of this element in the environment. The CF also showed that their distribution in region three negatively correlated with environmental factors. Its value for the two axes is 32.5 and 21.9 %, respectively. The correlation of the Zn element is less than -0.5, but the Pb element is more than -0.5. In general, the value of this variable is 8 and 20, respectively, based on the diagram of two minimum and maximum values. The mCF and RI indices showed that environmental factors influence the distribution of the two elements PB and Zn, and among the two elements, the distribution of the Pb element in the mCF and RI, results of 32.8 and 34.4 has the most influence from the distribution of the drilling tunnel and had environmental factors and has a lower correlation than Zn. The effect percentage of these two elements is 32.8 and 23.2%, respectively, and the two elements Zn and Pb have a good correlation and distribution with environmental changes and human factors.

    Conclusion

    According to the measurements and the results of four indices, the area is uncontaminated or has low contamination in terms of the concentration of two elements, PB and Zn. Therefore, mineral tailings and coal exploitation do not significantly affect the distribution of the mentioned elements. To improve the research results, other indices can be used to determine the role of environmental factors. Also, considering the agricultural lands and water resources of Talar River, it is better to use other elements that directly affect human health and analyze the region's conditions in terms of environmental pollution to achieve better results and accuracy. One of the main disadvantages of measuring the sources of pollution is the many problems in laboratory work and the preparation of laboratory materials. Still, with this research, it is possible to determine the existing doubts in the field of soil pollution for residents and show the impact of mining on the spread of pollutants. A suggestion to improve this research is to consider elements other than Pb and Zn in different environments such as water sources; In general, for a more detailed investigation, other elements that play a role in human health should be investigated.

    Keywords: Heavy metals, Kriging, Pollution indices, Resource management
  • عباس طاعتی*، محمدحسن صالحی، جهانگرد محمدی، رضا مهاجر
    پژوهش حاضر با هدف بررسی منشا و پتانسیل خطر زیست محیطی فلزات سنگین (شامل آرسنیک (As)، کادمیم (Cd)، سرب (Pb)، نیکل (Ni)، روی (Zn) و مس (Cu)) خاک اراضی با کاربری های مختلف در غرب اراک، استان مرکزی صورت گرفت. تعداد 235 نمونه خاک سطحی از عمق صفر تا 5 سانتی متری جمع آوری شد که سهم کاربری های کشاورزی، مرتع و صنعتی به ترتیب 160، 46 و 29 نمونه بود. تغییرات غلظت As، Pb، Zn، Ni، Cd و Cu در خاک ها به ترتیب 2/357- 7/55، 256- 8/6، 85-2/13، 17-7/26، 65/3- 1/0 و 1/34- 1/5 میلی گرم بر کیلوگرم خاک بود. مقایسه میانگین غلظت فلزات در کاربری های مختلف نشان از تاثیر یکسان کاربری اراضی بر تجمع و غلظت As، Pb، Zn و Cu دارد، ولی در مورد Ni و Cd بیان کننده تاثیر متفاوت کاربری اراضی بر تجمع این فلزات است. هنگامی که متوسط مقدار پوسته زمین (Crust) به عنوان زمینه مرجع مورد استفاده قرار گرفت مقادیر Cf آرسنیک در همه کاربری ها بالاتر از سایر فلزات به دست آمد که نشان دهنده آلودگی زیاد خاک های منطقه است. شاخص بار آلودگی (PLI)  نیز در کاربری های اراضی به صورت  کشاورزی (39/2) < مرتع (4/2) < صنعتی (3) بود که بیان کننده آلودگی و روند تدریجی تخریب خاک در اثر آلودگی فلزات سنگین است. میانگین  PER بر اساس GB مرجع و محلی به ترتیب سطح آلودگی خیلی زباد و کم را در همه کاربری ها نشان دادند. تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) نشان داد Pb و Zn دارای منابع انسانی مشترک در ارتباط با معدن کاری و فعالیت های صنعتی هستند؛ در حالیکه Cu و Ni احتمالا ارتباط با زمین شناسی منطقه دارند. Cd نیز اساسا به فعالیت های کشاورزی و صنعتی مرتبط است و منشا As را می توان به عوامل طبیعی، گازهای صنعتی، معدن کاری، علف کش ها و استفاده از کودهای مرغی و غبارات اتمسفری نسبت داد.
    کلید واژگان: اراک, تجزیه به مولفه های اصلی, خطر زیست محیطی, شاخص های آلودگی, کاربری اراضی
    Abbas Taati *, Mohammad Hasan Salehi, Jahangard Mohammadi, Reza Mohajer
    The aim of this study was to investigate the origin and potential ecological risk of heavy metals (arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), zinc (Zn) and Cu (copper) in different land uses in West of Arak, Markazi Province. A total of 235 Surface soil samples were taken from the depth of 0-5 cm including 160, 46 and 29 samples from agricultural, rangeland and industrial land uses, respectively. The ranges of As, Pb, Zn, Ni, Cd and Cu in studied soils were 55.7–357.2, 6.8–256, 13.2–858, 26.7–172, 0.1–3.65 and 5.1–34.1 mg/kg, respectively. Comparison of the mean concentration of heavy metals in different land uses indicative of the same influence of land use to metal accumulations of As, Pb, Zn and Cu, but in the case of Ni and Cd showed that a differential influence of land use the distribution of these metals in the soil. When the average amount of crust was used as a reference background, the Cf values of As in all land uses were higher than other metals, indicating high level of pollution of soils in this region. The index of PLI in land uses comprised, industrial (3) > rangeland (2.4) > agriculture (2.39), indicating the pollution and gradual destruction of soil. The mean PER based on reference and local GB showed very high and low pollution level in all land uses, respectively. Principal component analysis (PCA) showed that Pb and Zn originated from common anthropogenic sources related to industrialization and mining, whereas Cu and Ni are probably in associated with geological sources. Cd was mainly derived from the input of agricultural and industrial activities, and As should be attributed to natural resources, emissions from local industries, mining, herbicides and the use of poultry manure and atmospheric dust.
    Keywords: Arak, Ecological risk, Land use, PCA, Pollution Indices
  • رقیه حمزه نژاد، حبیب خداوردیلو*

    آلودگی و انباشت فلزات سنگین در آب و خاک به دلیل سمیت، فراوانی منابع آلاینده، تجزیه ناپذیر بودن و انباشت آنها در محیط، مشکلی جدی در سطح جهان است. آگاهی از میزان آلودگی فلزات سنگین در سیستم های خاک در تصمیم گیری جهت کاهش آلودگی، کاهش در معرض قرارگیری انسان با آلودگی ناشی از فلزات سنگین و حفاظت انسان از خطرات آلودگی ضروری به نظر می رسد. در این راستا از شاخص های ارزیابی آلودگی به عنوان ابزاری مفید برای ارزیابی میزان آلودگی استفاده می کنند. در این مقاله برای ارزیابی میزان آلودگی فلزات سنگین در خاک شاخص زمین انباشت (Igeo)، فاکتور غنی سازی (EF)، شاخص آلودگی (PI)، فاکتور آلودگی (Cf)، فاکتور خطر اکولوژیکی (Eri)، مجموع شاخص آلودگی (PIsum)، شاخص آلودگی نمرو (PINemerow)، شاخص بار آلودگی (PLI)، میانگین شاخص آلودگی (PIavg)، ضریب برداری شاخص آلودگی (PIVector)، فاکتور غنی سازی زمینه (PIN)، آلودگی چند-عنصری (MEC)، شاخص امنیت آلودگی (CSI)، شاخص احتمال سمیت (MERMQ)، درجه آلودگی (Cdeg)، خطر اکولوژیکی بالقوه (RI)، درجه آلودگی اصلاح شده (mCd) و فاکتور در معرض قرارگیری (ExF) مرور شدند. در پایان، روشی برای بی بعدسازی شاخص های فوق و محاسبه شاخصی تلفیقی حاصل از مجموع نمره وزن دار شده همه شاخص های منفرد برای تصمیم گیری در خصوص آلودگی خاک پیشنهاد گردید. استفاده از این شاخص ها می تواند در ارزیابی کمی و پهنه بندی آلودگی خاک برای اهداف مدیریتی سودمند باشد.

    کلید واژگان: آلودگی خاک, شاخص های ارزیابی آلودگی, فلزات سنگین
    Roghaie Hamzenejhad

    Heavy metal (HM) contamination and accumulation in soil and water is a serious problem throghout the world due to the toxicity, abundant sources, non-biodegradable nature, and accumulative behavior of HMs in environment. A comprehensive understanding of the HM pollution in soil is essential in order to make informed decisions on the approaches to reduce contamination, minimize human exposure, and protect populations from the risk. Pollution indices widely considered as useful tools for evaluation of the degree of contamination. In this paper, geo-accumlation Index (Igeo), enrichment factor (EF); single pollution index (PI), contamination factor (Cf), eological risk factor (Eri), sum of pollution index (PIsum), Nemerow pollution index (PINemerow), pollution load index (PLI), vector modulus of pollution index (PIVector), background enrichment factor (PIN), multi-element contamination (MEC), contamination security index (CSI), the probability of toxicity (MERMQ), degree of contamination (Cdeg), modified degree of contamination (mCd), potential ecological risk (RI), exposure factor (ExF) were suggested to address the degree of HM pollution in soil. Finally, a method was proposed for non-dimensionalisation of the above-mentioned indices as well as for calculation of an integrated soil contamination index derived from the sum of the weighted-average scores of all individual indicators. Using these indicators is useful in quantitative evaluation and digital mapping of soil pollution for management purposes.

    Keywords: heavy metal, Pollution Indices, Soil pollution
  • مهدی طاهری، محمد اسماعیلی آفتابدری، تورج خوش زمان، محمد تکاسی، محمد عباسی
    به منظور برآورد میزان آلودگی خاک، غلظت کل و قابل جذب فلزات سنگین در 144 نمونه تهیه شده از عمق 15-0 سانتی متری خاک های اطراف شهرستان زنجان اندازه گیری شد. سپس شاخص های ارزیابی میزان آلودگی (زمین انباشتگی، فاکتور غنی سازی و نسبت قابل جذب) محاسبه و نقشه های پراکنش فلزات سنگین به روش عکس فاصله تهیه شد. مقادیر میانه غلظت کل فلزات (با عصاره گیر تیزاب سلطانی) برای کادمیم، مس، سرب و روی به ترتیب برابر 5/0، 5/22، 14 و 3/82 و مقادیر میانه غلظت قابل جذب (استخراج شده با DTPA) آن ها به ترتیب برابر 1/0، 9/0، 6/1 و 2/3 میلی گرم بر کیلوگرم خاک اندازه گیری شد. صدک نودم شاخص زمین انباشتگی نشان داد حداقل 10 درصد نمونه ها آلوده به فلزات روی، سرب و کادمیم هستند. از نظر شاخص فاکتور غنی سازی، آلودگی با منشا درازمدت مشاهده نشد. بالا بودن نسبت قابل جذب فلزات سرب و روی نشان داد منشا آلودگی آن ها یکسان بوده و از منابع جدید آلاینده به خاک ها وارد شده اند. تمام شاخص های ارزیابی آلودگی با ماده آلی خاک ها همبستگی مثبت (به جز نسبت قابل جذب کادمیم) داشتند. بنابراین ماده آلی عامل اصلی کنترل کننده این شاخص ها شناخته شد. شاخص های زمین انباشتگی روی، کادمیم و سرب و نسبت های قابل جذب روی و سرب نیز با اسیدیته خاک ها همبستگی منفی نشان دادند. درنتیجه در طول فصولی از سال قابلیت جذب فلزات سنگین در خاک افزایش می یابد.
    کلید واژگان: فلزات سنگین, شاخص آلودگی, شاخص زمین انباشتگی, فاکتور غنی سازی, نسبت قابل جذب
    M. Taheri, M. Esmaeili Aftabdari, T. Khoshzaman, M. Tokasi, M. Abbasi
    Introduction
    Soil is a hardly renewable natural resource. Although soil degradation, caused by either human activities and natural processes is a relatively slow procedure, but its effects are long lasting and most often, irreversible in the time scale of man's life. Among the most significant soil contaminants resulting from both natural and human sources, heavy metals are more important due to their long- term toxicity effects. For evaluating soil's enrichment rate by heavy metals, a wide and full study of soils background values, including total and available fractions of heavy metal contents should be done. Zanjan province has some great mines and concentrating industries of lead and zinc especially in Angoran, Mahneshan. Unfortunately produced waste materials of these industries spread over the adjacent areas. Investigations showed that accumulation of some heavy metals in vegetables and crops planted in this region had occurred. Therefore, performing some investigations in these polluted areas and assessing pollution rate and heavy metals distribution in arable lands had prime importance. Our goals were: 1) determining the total and available amounts of Cu, Pb, Zn and Cd in the soils of arable lands in polluted areas of Zanjan city, 2) producing the distribution map for the metals mentioned above and 3) calculating pollution indices in the soils.
    Materials And Methods
    The study area was in south west of Zanjan city. For soil sampling, a 1 Km by 1 Km grid defined in ArcGIS software on landuse layer and totally 144 points that placed on agricultural lands, due to our goals, were sampled. For sampling, in a 5m radius around the point we collected some subsamples from depth of 0 - 15 cm, and after mixing the subsamples, finally a 1Kg soil sample prepared and sent to the laboratory. Sampled soils were air dried and were passed through a 2mm sieve. Soils organic matter (OM) content and texture were determined by Walkely-Black and Bouyoucos hydrometer methods, respectively. Soils pH were determined by glass/calomel electrode in saturation paste, EC by EC-meter in saturation paste extract, and calcium carbonate equivalent (lime) by reverse titration method. Total and available amounts of Zn, Cu, Cd and Pb were extracted by Aqua- Regia method (wet oxidation by chloridric acid and nitric acid with the 3:1 ratio) and by DTPA extracting solution, respectively. After extracting and filtering liquid samples, metal concentrations were measured by atomic adsorption method using GBC avanta P. Statistical analysis by SPSS and indices calculation by Excel were performed, and distribution maps were prepared by Inverse Distance Weighting method in ArcGIS software. For evaluating pollution rate, Geoaccumulation index, Enrichment factor and Availability Ratio indices were calculated and interpreted.
    Results And Discussion
    The textures of soil samples were loam, clay loam and sandy loam. The OM contents of almost soils were less than 2 percent. Lime was less than 25 percent and acidity of soils were neutral to slightly alkaline. Soils salinity were less than 2 dS/m except a few samples. Accordingly, these soils were suitable for agriculture and there were no limitation due to evaluated properties. Median values for the total concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn (extracted by Aqua Regia) were 0.5, 22.5, 14 and 82.3 mg/Kg of soils, respectively, and for available fraction (extracted by DTPA) were 0.1, 0.9, 1.6 and 3.2 mg/Kg of soils that were much lower than measured total values. According to 90th percentile of geoaccumulation index, at least 10 percent of samples had been polluted with Zn, Pb and Cd. Enrichment factor revealed no long term pollution. Availability ratios of Pb and Zn were relatively high, showing there exists unique and recent pollution source for them. All pollution indices showed positive correlations with OM content of soils (except for availability ratios of Cd, which had negative correlation). Therefore, OM content of soils were respect to control these indices. Geoaccumulation index of Zn, Cd and Pb, and availability ratios of Zn and Pb showed negative correlations with soil pH. Therefore, in some seasons of the year, their availabilities will increase in soil.
    Conclusion
    The results showed that Cu content in soils were not in the critical limit but Cd, Pb and Zn content in soils were greater than standard levels and reclamation procedures for remedy of these soils must be done. The high values of the heavy metals in available fraction inthe soils increased the risk of bioaccumulation in microbial and biotic tissues. In areas where there are high content of available form of heavy metals in soils, it could be an index of new contamination in soils by heavy metals. According to geoaccumulation index of Cd, Zn and Pb, there are some contaminated points around waste depositition areas near Zanjan city. These points are in the direction that wind could effectively transport the particles of wastes to urban area. Enrichment factor (EF) showed that at least there were a few points polluted by Cd, Zn and Cu, although EF values were generally low. The leaked wastes of Zinc and lead industries had been spread in deposited areas caused difficulties in determining background values for the selected metals.
    Keywords: Heavy metals, Pollution indices, Geoaccumulation index, Enrichment factor, Availability ratio
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال