فهرست مطالب
فصلنامه سلامت و محیط زیست
سال هفدهم شماره 3 (پیاپی 65، پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/09/11
- تعداد عناوین: 12
-
-
صفحات 417-440زمینه و هدف
آلودگی فلزات سنگین خاک شهری به سبب مخاطرات بالقوه محیط زیستی و بهداشتی توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است. از این رو، این پژوهش با هدف ارزیابی خطر و تعیین بار آلودگی فلزات آهن، روی، کادمیم، مس، منگنز و مولیبدن در خاک سطحی شهر در استان بابل عراق در سال 1402 انجام شد.
روش بررسیدر این مطالعه توصیفی-مقطعی، در مجموع 50 نمونه خاک سطحی از عمق cm20-0 برداشت و محتوی عناصر در آن ها با استفاده از طیف سنجی نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) خوانده شد. همچنین، مقادیر شاخص های غنی شدگی (EF)، آلودگی (PI)، بار آلودگی (PLI)، خطر سلامت (HI) و خطر سرطان زایی (CR) محاسبه شدند. داده ها نیز با استفاده از نرم افزار آماری SPSS مورد پردازش قرار گرفتند.
یافته ها:
میانگین محتوی عناصر آهن، روی، کادمیم، مس، منگنز و مولیبدن در خاک به ترتیب برابر با 27240، 62/7، 0/302، 33/8، 570 و mg/kg 0/999 بود. بیشینه میانگین محتوی عناصر برای آهن، مس، منگنز و مولیبدن در خاک به ترتیب برابر با 30331، 37/3، 639 و mg/kg 1/08 مربوط به مناطق مرکزی شهر و بیشینه میانگین محتوی عناصر برای روی و کادمیم به ترتیب برابر با 65/3 و mg/kg 0/332 و مربوط به مناطق روستایی و حومه شهر بود.
نتیجه گیری:
نتایج، بیانگر تاثیر فعالیت های شهری (ترافیک، صنعت و کشاورزی) بر آلودگی عناصر آهن، روی، کادمیم، مس، منگنز و مولیبدن خاک در شهر القاسم بوده است. از این رو، به منظور کاهش و مدیریت خطر محیط زیستی و سلامتی، پایش منظم محتوی فلزات سنگین و شناسایی منابع آلودگی عناصر در خاک توصیه می شود.
کلیدواژگان: فلزات سنگین، خاک شهری، شاخص های آلودگی، خطر سلامت -
صفحات 441-458زمینه و هدف
ذرات گردوغبار در محیط های شهری معمولا آلوده به فلزات سنگین است و این آلاینده ها برای سلامتی انسان ها و به خصوص کودکان نگران کننده است. یکی از محیط هایی که باعث مواجهه کودکان با ذرات گردوغبار می شود، مدارس است. بنابراین هدف از مطالعه حاضر، تعیین غلظت فلزات سنگین و ارزیابی خطر سلامتی فلزات سنگین در گردوغبار مدارس شهر مشهد است.
روش بررسینمونه های گردوغبار از 27 مدرسه در پاییز 1401 با استفاده از یک برس قلم مویی جمع آوری شد. با استفاده از پلاسمای جفت شده القایی غلظت فلزات تعیین و با استفاده از شاخص های زمین انباشتگی (Igeo)، فاکتور آلودگی (CF)، شاخص بار آلودگی (PLI)، شاخص غنی شدگی (EF)، خطر زیست محیطی بالقوه (PERI) و شاخص های خطر سلامت مانند HQو HI سطوح آلودگی برآورد گردید.
یافته هامیانگین غلظت عناصر Co، Fe، Ca ، Al، Pb و Ba به ترتیب 9/63، 18538/58، 84017/79، 11270/42، 32/07 و µg/g 111/56 بودند. مقادیر شاخص های Igeo بین 3/69- تا 1/51 و CF بین 0/16 تا 4/26 بودند. نتایج شاخص های آلودگی نشان داد که اکثر عناصر مورد مطالعه در طبقات اول آنها یعنی درجه آلودگی ناچیز یا کم قرار داشتند. مقادیر شاخص های HQ و HI نیز کمتر از 1 بودند.
نتیجه گیریبه طور کلی می توان بیان کرد که غلظت های عناصر مورد مطالعه، نگران کننده نبود و در مجموع در سطوح غیر آلوده قرار داشتند و همچنین خطری بالقوه برای سلامتی به واسطه مواجهه با عناصر مورد مطالعه وجود نداشت.
کلیدواژگان: شاخص سلامت، شاخص آلودگی، فلزات سنگین، گردوغبار، مدرسه -
صفحات 459-478زمینه و هدف
برای تصمیم گیران مدیریت پسماند، یافتن بهینه ترین راهکار، همواره یک چالش مهم بوده است. هدف از این مطالعه توسعه یک سامانه پشتیبان تصمیم گیری برای یافتن سناریوهای بهینه محیط زیستی و اقتصادی مدیریت پسماند است.
روش بررسیپژوهش حاضر توسعه و بکارگیری یک سامانه پشتیبان تصمیم گیری است که در آن به کمک ابزارهای ارزیابی چرخه حیات و هزینه چرخه حیات، میزان اثرات محیط زیستی و هزینه انجام پردازش های پسماند محاسبه شده و سپس به کمک یک مدل برنامه ریزی خطی، سناریوهای بهینه محیط زیستی و اقتصادی برای مدیریت پسماند ارائه می شود. همچنین از داده های سیستم مدیریت پسماند کرج برای بکارگیری این سامانه استفاده شده است.
یافته ها:
خروجی مدل برنامه ریزی خطی در این سامانه، ارائه یک سناریو بر مبنای کمینه اثرات محیط زیستی و دو سناریو بر مبنای کمینه هزینه تحمیل شده بر سیستم مدیریت پسماند کرج بود که در آنها کمپوست سازی (در سناریوی اول اقتصادی) و سوزاندن پسماند (در سناریوهای محیط زیستی و اقتصادی دوم) بیشترین سهم را در مدیریت پسماندهای تولیدی داشتند. همچنین بازیافت حداکثر مقدار ممکن از مواد قابل بازیافت موجود در پسماند با توجه به مطلوبیت های محیط زیستی و اقتصادی این پردازش نقطه اشتراک سه سناریو بود.
نتیجه گیرینتیجه این مطالعه نشان داد، سامانه پشتیبان تصمیم گیری مدیریت پسماند حاضر می تواند متناسب با تفاوت های ذاتی پسماندهای تولید شده، نوع فناوری های بکاررفته و هزینه انجام پردازش ها در هر سیستم مدیریت پسماند، بهینه ترین سناریوهای محیط زیستی و اقتصادی مدیریت پسماند را به تصمیم گیران این حوزه ارائه کند.
کلیدواژگان: سامانه پشتیبان تصمیم گیری، ارزیابی چرخه حیات، ارزیابی هزینه چرخه حیات، سناریوهای مدیریت پسماند -
صفحات 479-496زمینه و هدف
اهمیت سلامت محصولات کشاورزی، زمینه ساز تلاش برای ارائه روش های ارزیابی مواد آلاینده در این محصولات بوده است. این مطالعه با هدف ساخت یک نوع جاذب بر پایه سیلیکاژل که توسط یک لیگاند آلی، اصلاح شده بود، برای استخراج یون سرب از نمونه های کاهو و آب در منطقه شهمیرزاد استان سمنان با توجه به وجود معادن حاوی یون سرب در آن محدوده و احتمال آلوده شدن نمونه های ذکر شده به این یون، توسط یک جاذب سنتزی انجام پذیرفت.
روش بررسیدر مطالعه حاضر، از یک مزرعه کاشت کاهو در منطقه ذکر شده، نمونه های مورد نظر برداشته شدند. پس از آماده سازی نمونه ها، جهت استخراج یون سرب (آنالیت) از آنها، از جاذب ذکر شده به عنوان عامل استخراج کننده آنالیت و روش استخراج فاز جامد، استفاده شد.
یافته هابعد از سنتز جاذب که توسط آنالیزهای XRD، FESEM، FTIR وBET مورد بررسی قرار گرفت، پارامترهای موثر بر استخراج آنالیت توسط آن، شامل pH، مقدار جاذب، دبی و حجم عبور آنالیت از آن، مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت درصد بازیابی تا 104 درصد برای استخراج آنالیت از نمونه ها به دست آمد. حد تشخیص بسیار پایین ng/mL1/14، فاکتور تغلیظ 250، گزینش پذیری مناسب جاذب برای آنالیت در حضور یون های مزاحم و ظرفیت جذب بالای جاذب μg/g 2/93 از نتایج مطالعه حاضر بودند.
نتیجه گیریبا ارزیابی نتایج به دست آمده، مطالعه حاضر به عنوان یک روش با حساسیت بالا جهت استخراج و بازیابی مقادیر فوق العاده کم یون سرب موفقیت خوبی داشت.
کلیدواژگان: جاذب، پیش تغلیظ، درصد بازیابی، بهینه سازی، فاکتور تغلیظ -
صفحات 497-510زمینه و هدف
وجود آفت کش ها در شیر و فراورده های آن می تواند برای مصرف کنندگان مخاطره آمیز باشد. هدف از این مطالعه تعیین میزان دیازینون و سایپرمترین در شیر، پنیر و کره عرضه شده در شهر گنبدکاووس بود.
روش بررسیدر این مطالعه تعداد 50 نمونه شامل شیر خام، شیر پاستوریزه، شیر فرادما، پنیر سنتی و کره سنتی از دی ماه تا اسفندماه 1400 از مراکز عرضه در شهر گنبدکاووس به صورت تصادفی اخذ گردید و میزان سموم با روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا تعیین گردید.
یافته هامیانگین میزان دیازینون در نمونه های شیر خام، شیر پاستوریزه و شیر فرادما به ترتیب µg/kg 9/68 ± 41/91، µg/kg 5/86 ± 28/07 و µg/kg 9/52 ± 40/21 بود. میانگین میزان سایپرمترین در نمونه های شیر خام، شیر پاستوریزه و شیر فرادما به ترتیب µg/kg 8/20 ± 34/06، µg/kg 5/88 ± 22/63 و µg/kg 8/09 ± 29/82 بود. اختلاف معنی دار در بین انواع نمونه ها ازنظر میزان دیازینون و سایپرمترین مشاهده گردید. در نمونه پنیر میانگین میزان دیازینون و سایپرمترین به ترتیب µg/kg 10/59 ± 57/23 و µg/kg 8/69 ± 38/12 بود. در نمونه کره میانگین میزان دیازینون و سایپرمترین به ترتیب µg/kg 4/15 ± 16/77 و µg/kg 6/47 ± 17/5 بود.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد انواع شیر در گنبدکاووس دارای باقیمانده دیازینون بیش از حد مجاز هستند. این در حالی است که باقیمانده سایپرمترین در نمونه ها کمتر از حد مجاز بود. با توجه به نتایج حاصله برنامه مدونی برای کاهش میزان باقیمانده دیازینون در شیر، پنیر و کره توزیعی در شهر گنبدکاووس باید اجرا گردد.
کلیدواژگان: دیازینون، سایپرمترین، شیر، پنیر، کره -
صفحات 511-530زمینه و هدف
اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA)، به عنوان یک عامل کلاتور مصنوعی برای اصلاح خاک های آلوده به عناصر بالقوه سمی شناخته شده است. Marrubium cuneatum از جمله گیاهان دارویی با کاربرد گیاه پالایی است که تاثیر EDTA بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی این گونه و خاک تحت کشت آن بررسی شد.
روش بررسیگونه M. cuneatum به مدت شش ماه در گلخانه در خاک معدنی آلوده به عناصر بالقوه سمی تحت سطوح مختلف EDTA (0، 1، 3 و mmol/kg 5) رشد داده شد و سپس زیست توده و غلظت عناصر درشت و ریز مغذی آن و خصوصیات بیوشیمیایی خاک مانند ماده آلی، فعالیت آنزیم های خاک و جمعیت میکروبی انداز ه گیری شد. همچنین یک مدل رگرسیونی بین غلظت EDTA و وزن شاخساره به منظور پیش بینی پاسخ رشدی گیاه برقرار شد.
یافته هاغلظت mmol/kg 5 EDTA به ترتیب سبب کاهش 11 و 21/9 درصدی وزن خشک شاخه و ریشه نسبت به شاهد شد. عناصر درشت مغذی ریشه با اعمال EDTA نسبت به شاخه کمتر متحمل کاهش شدند و بیشترین کاهش مربوط به پتاسیم شاخساره با 40/70 درصد نسبت به شاهد بود و نسبت پتاسیم به سدیم به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرد. علی رغم بهبود برخی پارامترهای خاک در سطوح پایین EDTA، دوز mmol/kg 5 به ترتیب منجر به مهار 30 و 10 درصدی فعالیت آنزیم های اوره آز و دهیدروژناز شد. رابطه رگرسیونی بین EDTA و وزن شاخساره نشان داد که حداکثر وزن خشک، در غلظت mmol/kg 2/4 حاصل شد.
نتیجه گیریبه طور کلی با توجه به اثرات کم و بیش نامطلوب EDTA از غلظت mmol/kg 3 بر خاک و گیاه و مدل پیش بینی پاسخ رشدی M. cuneatum، پیشنهاد می شود سطوح بیش از mmol/kg 2/4 این ماده آزمایشی مورد بررسی قرار گیرد تا دوز دقیقی را که آغازگر تاثیرات منفی در خاک و گیاه است مشخص شود.
کلیدواژگان: EDTA، Marrubium Cuneatum، عناصر مغذی، زیست توده، آنزیم های خاک -
صفحات 531-546زمینه و هدف
فنیتروتیون یکی از سموم فسفره است که از را ه های مختلف از جمله توسط فاضلاب های صنعتی و زه آب های کشاورزی به منابع آبی وارد می شود. با توجه به اینکه این سم به دلیل ایجاد کمپلکس های قوی، غیرقابل تجزیه زیستی است، حذف آن با روش های اکسیداسیون پیشرفته ضروری است. لذا، این مطالعه با هدف بررسی کارایی حذف سم فنیتروتیون توسط نانوکامپوزیت گرافن اکساید مغناطیسی عامل دار شده با دی اکسید سریم (GO@Fe3O4@CeO2) از محلول آبی انجام شد.
روش بررسیدر این پژوهش، نانوکامپوزیت GO@Fe3O4@CeO2 سنتز و به عنوان فتوکاتالیست برای حذف فنیتروتیون مورد استفاده قرار گرفت. خصوصیات ظاهری نانوکامپوزیت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDX)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FT-IR) و آنالیز خاصیت مغناطیسی (VSM) بررسی شد. همچنین، اثر متغیرهای pH (2-9)، غلظت فتوکاتالیست (mg/L10-40) و زمان تماس (min0-90) بر کارایی حذف فنیتروتیون بررسی شد.
یافته هانتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس تا min 60 و غلظت فتوکاتالیست تا mg/L 20، کارایی حذف فنیتروتیون افزایش یافت. از طرفی، بیشینه نرخ حذف فنیتروتیون در 4 = pH ثبت شد. نتایج بررسی سینتیک فرآیند فوتوکاتالیستی حذف فنیتروتیون توسط GO@Fe3O4@CeO2 نشان داد که فرآیند از سینتیک مرتبه اول پیروی کرده است.
نتیجه گیرینانوکامپوزیت GO@Fe3O4@CeO2 می تواند به عنوان یک فوتوکاتالیست موثر و در دسترس برای حذف فنیتروتیون از پساب های صنعتی تحت تابش فرابنفش مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژگان: فنیتروتیون، تابش فرابنفش، دی اکسید سریم، فاضلاب، فوتوکاتالیست -
صفحات 547-562زمینه و هدف
شاخص کیفیت هوا (AQI) در توصیف کیفیت هوای آزاد اثر متقابل آلاینده های متعدد را در نظر نمی گیرد، درحالیکه غلظت و خطر بهداشتی بالای یک آلاینده ممکن است اثر دیگر آلاینده ها را تشدید کند. هدف اصلی این مطالعه توصیف کیفیت هوای آزاد اراک با در نظر گرفتن اثرات تجمعی و خطر های بهداشتی آلاینده های معیار هوا است.
روش بررسیدر این مطالعه، کیفیت هوای آزاد شهر اراک در سال 1401 بر اساس غلظت های آلاینده های معیار در زمان های متوسط گیری مناسب بررسی شد. علاوه براین، AQI، شاخص تجمعی کیفیت هوا (AAQI) و شاخص کیفیت هوای مبتنی بر خطر بهداشتی (HAQI) محاسبه شدند.
یافته هانتایج این مطالعه نشان داد که غلظت های 1 ساعته NO2 و SO2، غلظت های 24 ساعته PM10 و PM2.5 به ترتیب در 0/05، 0/2، 12/1 و 35/5 درصد از موارد معتبر ثبت شده فراتر از استاندارد بود. مقادیر AQI، AAQI و HAQI به ترتیب در 54/4، 77/3 و 56/2 درصد از ساعات بیش از 100 بود. PM2.5 در بیش از 99 درصد موارد آلاینده مسئول بود.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد که AAQI و HAQI نسبت به AQI کیفیت هوا را آلوده تر توصیف کردند. توصیف سختگیرانه تر کیفیت هوا توسط AAQI و HAQI ممکن است منجر به افزایش اتخاذ اقدامات پیشگیرانه در متولیان و عموم مردم شود. لذا توصیه می شود تصمیم گیران در حوزه پایش کیفیت هوا در ایران این شاخص را مورد توجه قرار دهند.
کلیدواژگان: آلودگی هوای آزاد، شاخص کیفیت هوا، شاخص تجمعی کیفیت هوا، شاخص کیفیت هوای مبتنی بر خطر بهداشتی، اراک -
صفحات 563-580زمینه و هدف
هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) به دلیل اثرات مضر بر سلامتی، در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. این مطالعه با هدف اندازه گیری غلظت PAHs متصل به ذرات کوچکتر از µm 2/5 (PM2.5) و ارزیابی خطر بهداشتی ناشی از آنها انجام گرفت.
روش بررسی38 نمونه هوا با استفاده از دستگاه نمونه بردار ذرات همراه با ورودی جهت جداسازی PM2.5 از بخش مرکزی شهر اصفهان جمع آوری گردید. جهت آنالیز نمونه ها از دستگاه GC-MS استفاده شد. به منظور شناسایی منابع احتمالی PAHs از نسبت های مولکولی استفاده شد. همچنین ارزیابی خطر سرطان زایی و غیر سرطان زایی ترکیبات PAH برای دو گروه کودکان و افراد بزرگسال با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو انجام گرفت.
یافته هااز میان 16ترکیب PAH اولویت دار، 7 ترکیب با محدوده میانگین غلظت ng/m3 8/17 - 0/003 شناسایی شدند. نسبت های مولکولی نشان داد که منابع پایروژنیک، منابع عمده تولید کننده PAHs در هوا هستند. مقدار میانه خطر سرطان زایی برای کودکان و بزرگسالان به ترتیب برابر با 8-10× 3/1 و 8-10× 5/99 برآورد شد. همچنین مقدار میانه خطر غیر سرطان زایی برای ترکیبات PAH، 1-10× 3/08 برآورد شد.
نتیجه گیرینتایج برآورد ارزیابی خطر احتمالی نشان داد که غلظت موجود ترکیبات PAH متصل به ذرات ریز منجر به خطر قابل توجهی برای انسان های در معرض نمی شود. اما باتوجه به اینکه در این مطالعه صرفا ارزیابی خطر PAHs مرتبط با ذرات ریز بررسی گردید، لازم است ارزیابی خطر در مورد کل PAHs موجود در اتمسفر و در محل های بیشتری انجام پذیرد.
کلیدواژگان: PM2.5، هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای، ارزیابی خطر، سرطان زایی، اتمسفر -
صفحات 581-594زمینه و هدف
غذای سالم، متشکل از اجزاء مفید برای سلامت مصرف کنندگان و عاری از مواد زیان بخش و مضر است. یکی از این مواد مضر، آکریل آمید (2-پروپن آمید) است که خطر سرطان زایی آن به اثبات رسیده است. ازجمله مواد غذایی که می تواند در حین فرآیند پخت آلوده به آکریل آمید شوند ویفر و کراکر (تردک) هستند. هدف مطالعه حاضر اندازه گیری میزان تشکیل آکریل آمید در انواع کراکر و ویفر است.
روش بررسیدر این مطالعه 64 نمونه ویفر و کراکر (به صورت دو بار تکرار) آماده سازی گردید و پس از آماده سازی توسط دستگاه GC-MS مورد ارزیابی این آلاینده ها قرار گرفتند.
یافته هامطابق نتایج به دست آمده از این مطالعه، میزان میانگین±SD (حداقل- حداکثر) آکریل آمید در نمونه ها برابر mg/kg 1/814±2/648 (0/132-4/505) بوده است. همچنین میزان میانگین±SD (حداقل- حداکثر) آکریل آمید در نمونه های ویفر برابر mg/kg 1/735±3/369 (0/320-4/505) و در نمونه های کراکر برابر mg/kg 1/161±1/446 (0/132-2/955) بوده است (0/001p =). ویفر کاکائویی با کرم کاکائو دارای بالاترین میزان آلودگی (mg/kg 0/73±4/505) در میان ویفرها و کراکر نمکی ترد (mg/kg 0/63±2/955) دارای بالاترین میزان آلودگی در میان نمونه های کراکر بوده است.
نتیجه گیریازآنجایی که میزان میانگین آکریل آمید در انواع کراکر و ویفرهای مورد بررسی از استانداردهای اتحادیه اروپا بالاتر بوده است، لازم است که مطالعات بیشتری صورت گیرد و استانداردهای آکریل آمید در ایران تدوین شود تا کارخانه ها ملزم به رعایت بیشتر مقررات در این زمینه گردند.
کلیدواژگان: آکریل آمید، فراورده های بر پایه غلات، کراکر، ویفر، GC-MS -
صفحات 595-630زمینه و هدف
تعیین میزان انتشار متان از محل های دفن پسماند (لندفیل ها)، اولین قدم در مدیریت آن است. هدف این مطالعه، مرور نظام مند روش های سنجش و برآورد انتشار گاز متان از محل های دفن پسماند است.
روش بررسیاین مطالعه مرور نظام مند شامل مطالعات منتشر شده به زبان انگلیسی و فارسی طی بازه زمانی ژانویه سال 2005 تا ماه می سال 2023 در پایگاه داده های PubMed،Web of Science و Scopus (بررسی مقالات انگلیسی) و نیز SID، Magiran وGoogle Scholar (بررسی مقالات فارسی) است.
یافته هاپس از ارزیابی مطالعات، 90 مطالعه ارائه دهنده اطلاعات در خصوص روش های سنجش و برآورد انتشار گاز متان در لندفیل های شهری انتخاب شد. نتایج حاصله نشان داد برآورد انتشار براساس مدل های پرکاربرد LandGEM و IPCC، با وجود هزینه کمتر و ارائه سریعتر نتایج، اغلب با عدم قطعیت نسبتا زیادی همراه است. لذا روش های کمی و کیفی سنجش مستقیم جهت تعیین کمیت انتشار متان از لندفیل ها ترجیح داده می شود. سنجش میزان انتشار متان با تجهیزات قرائت مستقیم و چمبرهای تعیین شار بسته، برای اندازه گیری گازهای گلخانه ای به ویژه متان از لندفیل ها بیشترین کاربرد را دارند.
نتیجه گیریبرآورد انتشار متان به عنوان یکی از گازهای گلخانه ای از منابع انتشار به مقامات مسئول این امکان را می دهد که از وضعیت موجود و آتی انتشار گاز متان آگاهی یافته و در نهایت استراتژی های کاهشی را تدوین کنند. یافته های برآورد میزان انتشار متان از لندفیل ها، در برخی از شرایط دارای تفاوت معناداری با نتایج واقعی هستند و لذا گرچه این روش ها ابزاری مفید، سریع و به صرفه محسوب می شوند اما در استفاده از آنها بایستی به این امر توجه نمود.
کلیدواژگان: انتشار متان، لندفیل، پسماند شهری، IPCC، Landgem -
صفحات 631-650زمینه و هدف
تخلیه شورابه آب شیرین کن های دریایی به دریا می تواند عوارض جبران ناپذیری به محیط زیست داشته باشد. هدف این مطالعه شناسایی اثرات تخلیه شورابه به دریا، بررسی روش های مدل سازی برای بهینه سازی تخلیه شورابه به دریا و همچنین طراحی مناسب خروجی آن برای تامین استانداردها، کاهش اثرات محیط زیستی و هزینه ها است.
روش بررسیبررسی اثرات شورابه بر دریا، مدل سازی انتشار آن، طراحی خروجی و استانداردهای تخلیه بر مبنای مرور مقالات و منابع در پایگاه داده هایGoogle Scholar ، Academia، Scopus، Civilica و Irandoc با استفاده از کلید واژه هایی مانند Brine/Seawater concentrate discharge،Numerical modeling ،Discharge standards وOutlet design انجام گردید. از 132 مقاله بررسی شده 45 مقاله سازگار با اهداف مطالعه بود.
یافته هااثرات تخلیه آب شیرین کن ها به دریا در محل تخلیه و فواصل دورتر قابل مشاهده است. مدل سازی عددی برای پیش بینی غلظت آلاینده در فواصل مختلف از محل تخلیه و تعیین محل تخلیه با رعایت استانداردها و کاهش هزینه ها به کار می رود. طراحی و استفاده از دیفیوزر با چندین نازل با زاویه 60 درجه منجر به بیشترین رقیق سازی در نقطه تخلیه می شود.
نتیجه گیریاستفاده از آب شیرین کن ها برای مقابله با اثرات تغییرات اقلیمی ضرورت دارد. مدل سازی و طراحی مناسب خروجی آب شیرین کن نقش مهمی در کاهش اثرات نامطلوب، تامین استانداردهای محیط زیستی و بهینه سازی هزینه های ساخت و بهره برداری دارد و نیاز به مطالعات بیشتری در این زمینه در کشور است.
کلیدواژگان: تخلیه شورابه، آب شیرین کن ساحلی، مدل سازی عددی، طراحی خروجی، استانداردهای تخلیه
-
Pages 417-440Background and Objective
The pollution of trace elements in urban soil has attracted wide attention due to its detrimental environmental and health effects. Therefore, this research was conducted to evaluate of the content, pollution levels, and health risks associated with trace elements (Fe, Zn, Pb, Cd, Cu, Mn, and Mo) in the surface soil of Al-Qasim City in Babylon Governate in 2024.
Materials and MethodsThis descriptive cross-sectional study involved, a total of 50 surface soil samples from a depth of 0-20 cm. The elemental content of the samples was determined using inductively coupled plasma optical spectroscopy (ICP-OES). Additionally,, the enrichment factor (EF), pollution index (PI), pollution load index (PLI), hazard index (HI), and carcinogenic risk (CR) were calculated. Statistical data analyses were done using SPSS software.
ResultsThe average concentrations of Fe, Zn, Cd, Cu, Mn, and Mo in the soil were 27240, 62.7, 0.302, 33.8, 570 and 0.999 mg/kg, respectively. The highest average concentrations of Fe (30,331 mg/kg), Cu (37.3 mg/kg), Mn (639 mg/kg), and Mo (1.08 mg/kg) were found in downtown areasm whilefor the highest concentrations of Zn (65.3 mg/kg) and Cd (0.332 mg/kg) were observed in rural and midtown areas.
ConclusionThe results of this research demonstrate the impact of urban activities—such astraffic, industry, and agriculture—on the trace element pollution in the soil of Al-Qasim City. Therefore, regular monitoring of trace element concentrations and identification of their pollution sources are recommended to reduce and manage associated environmental and health risks.
Keywords: Heavy Metals, Urban Soil, Pollution Indices, Health Risk -
Pages 441-458Background and Objective
Dust particles in urban environments are often contaminated with heavy metals, posing significant health risks, particularly to children. Schools are one of the environments where children are exposed to dust particles. Therefore, the aim of this study was to determine the concentration of heavy metals in the dust collected from Mashhad schools and to assess the associated health risks.
Materials and MethodsDust samples were collected from 27 schools in the fall of 2022 using a brush. The values of various indices were estimated, including the geoaccumulation index (Igeo), contamination factor (CF), pollution load index (PLI), enrichment index (EF), potential ecological risk index (PERI), and health risk indices such as hazard quotient (HQ) and hazard index (HI).
ResultsThe average concentrations of cobalt (Co), iron (Fe), calcium (Ca), aluminum (Al), lead (Pb), and barium (Ba) were 9.63, 18538.58, 84017.79, 11270.42, 32.07 and 111.56 µg/g, respectively. The Igeo values ranged from -3.69 to 1.51, while the CF values ranged from 0.16 to 4.26. The results of the pollution indices indicated that most of the studied elements were at the first level of pollution, suggesting that the degree of pollution was negligible or low. Additionally, the HQ and HI values were both less than 1.
ConclusionOverall, the concentrations of the studied elements were not a concern, remaining at uncontaminated levels, and there was no potential health risk associated with exposure to these elements.
Keywords: Health Index, Pollution Index, Heavy Metals, Dust, School -
Pages 459-478Background and Objective
Identiying the most optimal solution has long been an significant challenge for waste management decision-makers. This study aims to develop a decision support system to identify optimal environmental and economic scenarios for waste management.
Materials and MethodsThis study presents the development and application of a decision support system that estimates the environmental burden and cost of waste using Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost (LCC) tools. The system then identifies optimal environmental and economic scenarios for waste management through a linear programming model. Data from the Karaj waste management system were utilized to apply and validate the decision support system.
ResultsThe outputs of the linear programming model in this system included one scenario based on minimizing environmental impacts and two scenarios based on minimizing costs imposed on the Karaj waste management system (MSWS). In both the environmental and second economic scenarios, incineration contributed the most to waste management, whereas composting was the dominant method in the first economic scenario. Additionally, recycling the maximum possible amount of recyclable materials was a common feature in all three scenarios, due to its environmental and economic benefits.
ConclusionThe result of this study demonstrate that the current Decision Support System can provide optimal environmental and economic scenarios for waste management to the decision-makers in the field. This is achieved by considering the inherent differences in the types of waste produced, the technologies employed, and the processing costs associated with each waste management system.
Keywords: Decision Support System, Life Cycle Assessment, Life Cycle Cost Analysis, Waste Management Scenariosa -
Pages 479-496Background and Objective
In recent decades, the issue of crop product safety has led to develop methods for analyzing pollutants in crops. In the present study, ultra-trace amounts of lead (II) ions were measured in lettuce and water samples collected from Shahmirzad, located in Semnan province, an area known for its lead-containing mineral mines.
Materials and MethodsAfter sampling and pre-preparation, the lead content in each sample was extracted using solid phase extraction with modified silica gel. The recovery percentage of lead was then determined using atomic absorption spectroscopy.
ResultsOptimization of key parameters such as pH, adsorbent amount, analyte flow rate, and volume resulted in a recovery rate of 104%. The experiments also demonstrated a very low limit of detection (LOD) of 1.14 ng/mL, a concentration factor of 250, high analyte selectivity of the adsorbent in the presence of interfering ions, and a high adsorbent capacity of 2.93 μg/g.
ConclusionThe evaluation of experimental data indicates that the current study provides a highly selective method that can be applied to the extraction and recovery of various analytes from different sample types.
Keywords: Absorbent, Pre-Concentration, Recovery Percent, Optimization, Concentration- Factor -
Pages 497-510Background and Objective
The presence of pesticides in milk and dairy products poses a potential risk to consumers. The current study aimed to determine the concentrations of diazinon and cypermethrin in milk, cheese, and butter distributed in Gonbad-Kavus City.
Materials and MethodsA total of 50 samples including raw milk, pasteurized milk, ultra-high-temperature milk, traditional cheese, and traditional butter, were randomly collected from supply centers in Gonbad-Kavus from between 2021 and March 2022. The concentrations of diazinon and cypermethrin in the samples were measured using high-performance liquid chromatography (HPLC).
ResultsThe mean diazinon levels in raw milk, pasteurized milk, and ultra-high-temperature milk samples were 41.91 ± 9.68, 28.07 ± 5.86, and 40.21 ± 9.52 µg/kg, respectively. The mean cypermethrin levels in raw milk, pasteurized milk, and UHT milk samples were 34.06 ± 8.20, 22.63 ± 5.88, and 29.82 ± 8.09 µg/kg, respectively. Significant differences were observed among the sample types for both diazinon and cypermethrin levels. In cheese samples, the mean diazinon and cypermethrin levels were 57.23 ± 10.59 and 38.12 ± 8.69 µg/kg, respectively. In butter samples, the mean diazinon and cypermethrin levels were 16.77 ± 4.15 and 17.50 ± 6.47 µg/kg, respectively.
ConclusionThe results of the present study showed that the various types of milk distributed across Gonbad-Kavus contain excessive diazinon residues, while the residual cypermethrin levels were below the allowable limit. Therefore, a codified program to reduce diazinon the residuals in milk, cheese, and butter distributed in Gonbad-Kavus should be implemented.
Keywords: Diazinon, Cypermethrin, Milk, Cheese, Butter -
Pages 511-530Background and Objective
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) is known as a synthetic chelating agent used for the remediation of soils contaminated with potentially toxic elements. Marrubium cuneatum is a medicinal plant with phytoremediation capabilities. This study investigated the effect of EDTA on the morph-physiological characteristics of this species and its rhizosphere soil.
Materials and MethodsUnder greenhouse conditions, M. cuneatum was grown for six months in mine-contaminated soil with different levels of EDTA (0, 1, 3, 5 mmol/kg). Subsequently, its biomass, concentration of macro- and micronutrients, and soil biochemical properties—such as organic matter content, soil enzyme activity, and microbial biomass—were measured. Additionally, a regression model was established between EDTA concentration and shoot weight to predict the plant's growth response.
ResultsA concentration of 5 mmol/kg EDTA decreased the dry weight of shoots and roots by 11% and 21.9%, respectively, compared to the control. The reduction in root macronutrient content was less pronounced with EDTA application compared to that of the shoots, with the greatest decrease observed for shoot potassium (40.70% compared to the control). The potassium-to-sodium ratio also decreased significantly. Despite improvements in some soil biochemical parameters at low EDTA levels, the 5 mmol/kg dose resulted in a 30% and 10% inhibition of urease and dehydrogenase activity, respectively. The regression relationship between EDTA concentration and shoot weight indicated that the maximum dry weight was obtained at a concentration of 2.4 mmol/kg.
ConclusionConsidering the adverse effects of EDTA at concentrations of 3 mmol/kg on soil and plants, as well as the predictive model of the growth response of M. cuneatum, it is suggested to investigate EDTA levels above 2.4 mmol/kg to determine the precise dose that initiates negative effects in soil and plants.
Keywords: Marrubium Cuneatum, EDTA, Nutrients, Biomass, Soil Enzymes -
Pages 531-546Background and Objective
Fenitrothion is a phosphorus-based pesticide that enters water resources through various sources,including industrial wastewater and agricultural effluent. its non-biodegradability, which results from the formation of strong chemical complexes, advanced oxidation methods are required to remove it from environmental matrices. This study aimed to evaluate the performance of a magnetic graphene oxide nanocomposite functionalized with cerium dioxide in the removal fenitrothion from aqueous solution.
Materials and MethodsIn this applied research, GO@Fe3O4@CeO2 was synthesized and subsequently used as a photocatalyst for the removal of Fenitrothion from aqueous solutions. Characterization of GO@Fe3O4@CeO2 was conducted using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electronic Microscopy (SEM), SEM-EDX elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and vibrating sample magnetometry (VSM) methods. The effects of various parameters, including pH (2-9), photocatalyst dosage (10-40 mg), and contact time (0-90 min), were assessed to determine their influence on fenitrothion removal efficiency.
ResultsThe results demonstrated that the removal efficiency increased up to 60 min contact time, 20 mg of photocatalyst. The optimal pH for fenitrothion removal was found to be 4. Additionally, kinetic analysis of the photocatalytic removal process indicated that it followed a pseudo first-order (PFO) model.
ConclusionThe GO@Fe3O4@CeO2 nanocomposite proved to be an effective and accessible photocatalyst for the removal of fenitrothion from industrial wastewater under UV light.
Keywords: Fenitrothion, UV, Cerium Dioxide, Wastewater, Photocatalyst -
Pages 547-562Background and Objective
The air quality index (AQI) does not account the interaction of multiple pollutants, meaning the high concentration and health risk of one pollutant may amplify the effects of others. The main aim of this study was to characterize the ambient air quality of Arak by assessing the combined effects and health risks associated with criteria air pollutants.
Materials and MethodsThis study evaluated the ambient air quality of Arak for the year 1401 on the Persian Calendar, using the concentrations of criteria air pollutants averaged over appropriate timeframes. Additionally, the AQI, aggregate air quality index (AAQI), and health risk-based air quality index (HAQI) were calculated.
ResultsFindings showed that the 1-hour concentrations of NO2, SO2, PM10, and PM2.5 exceeded national standards in 0.05%, 0.2%, 12.1%, and 35.5% of hours, respectively. The AQI, AAQI and HAQI values were above 100 in 54.4%, 77.3%, and 56.2% of hours, respectively. PM2.5 was the major pollutant in over 99% of cases.
ConclusionThe results indicated that AAQI and HAQI, in comparison to AQI, characterized the air quality as more polluted. This stricter assessment by AAQI and HAQI may encourage more precautionary measures by authorities and the public. Thus, it is recommended that the decision-makers in Iran’s air quality monitoring in consider adopting these indices.
Keywords: Ambient Air Pollution, Air Quality Index, Aggregate Air Quality Index, Health Risk-Based Air Quality Index, Arak -
Pages 563-580Background and Objective
The adverse health effects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have received significant attention in recent years. This study aimed to measure the concentration of PAHs associated with fine particles and assess the health risks posed by these compounds.
Materials and MethodsA total of 38 air samples were collected from the central part of Isfahan city using a particle sampler equipped with an inlet to capture particles smaller than 2.5 µm (PM2.5). The samples were analyzed using GC-MS, and molecular ratios were used to identify potential sources of PAHs. Additionally, a Monte Carlo simulation was employed to perform a probabilistic risk assessment of carcinogenic and non-carcinogenic effects of PAHs for two groups: children and adults.
ResultsOut of the 16 priority PAH compounds, seven compounds were identified, with average concentrations ranging from 0.003 to 17.8 ng/m3. Molecular ratios indicated that pyrogenic sources were the main contributors to PAHs in the air. The median carcinogenic risk for children and adults was estimated to be 3.1×10-8 and 5.99×10-8, respectively. The median non-carcinogenic risk for PAH compounds was estimated at 3.08×10-1.
ConclusionThe probabilistic risk assessment revealed that the PAHs concentrations associated with fine particles do not pose a significant risk to exposed individuals. However, it is important to note that this study focused solely on the risk assessment of PAHs associated with fine particles. A comprehensive risk assessment of all PAHs present in the atmosphere is, therefore, recommended.
Keywords: PM2.5, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Risk Assessment, Carcinogenesis, Atmosphere -
Pages 581-594Background and Objective
Healthy food consists of beneficial components for health consumer and is free of harmful substances. Acrylamide (2-propenamide), a known carcinogen, is one such harmful substance. Foods like wafers and crackers can become contaminated with acrylamide during the cooking process. The aim of the present study was to measure acrylamide formation in crackers and wafers.
Materials and MethodsIn this study, 64 wafer and cracker samples were prepared (in duplicate), and evaluated for acrylamide content using a GC-MS device.
ResultsAccording to the results, the mean ± SD (minimum-maximum) acrylamide concentration in the samples was 2.648 ± 1.814 (0.132-4.505) mg/kg. The mean ± SD (minimum-maximum) concentration of acrylamide in wafer samples was 3.369 ± 1.735 (0.320-4.505) mg/kg, while in cracker samples, it was 1.446 ± 1.161 (0.132-2.955) mg/kg (p =0.001). Cocoa wafer with cocoa cream had the highest level of contamination among wafers (4.505 ± 0.73 mg/kg), and crispy salty cracker had the highest level of contamination among cracker samples (2.955 ± 0.63 mg/kg).
ConclusionSince the average concentration of acrylamide exceeded European Union standards, further studies are warranted. Additionally, regulatory standards should be established in Iran to ensure factories adhere to stricter guidelines in this area.
Keywords: Acrylamide, Grain-Based Products, Cracker, Wafer, GC-MS -
Pages 595-630Background and Objective
The initial step in managing methane emissions is quantification. This study aims to comprehensively investigate the methods for estimating and measuring methane gas emissions in municipal solid waste landfills.
Materials and MethodsThis systematic review includes studies published in English and Farsi between January 2005 and May 2023. English-language articles were included from PubMed, Web of Science, and Scopus databases, while Persian-language articles were included from SID, Majiran and Google Scholar.
ResultsAfter evaluating the studies, 90 studies providing information on methods for measuring and estimating methane gas emissions in urban landfills were selected. The results showed that emission estimates based on widely used models like LandGEM and IPCC, despite being lower in cost and providing faster results, are often associated with relatively high uncertainty. Therefore, quantitative and qualitative methods of direct measurement are preferred for accurately determining methane emissions from landfills. The most commonly used methods for measuring greenhouse gases, especially methane from landfills, include direct reading equipment and closed flux determination chambers.
ConclusionEstimating greenhouse gas emissions from primary sources allows responsible authorities to understand the current status of methane emissions and to formulate reduction strategies. The findings of estimated methane emissions from landfills can differ significantly from the actual measurements in some situations. Therefore, while these estimation methods are useful, fast and cost-effective tools, their inherent uncertainties should be considered when using them.
Keywords: Methane Emission, Landfill, Municipal Solid Waste, Landgem, IPCC -
Pages 631-650Background and Objective
The discharge of seawater concentrate from desalination plants into the sea causes irreparable effects on the environment. The purpose of this study is to identify the effects of this discharge, model methods for optimizing it, and design an effective outlet that minimizes environmental impacts and costs.
Materials and MethodsThis study discusses impacts of seawater concentrate discharged into the sea, numerical modeling of diffusion, and outlet design based on discharge standards.A review of articles and sources from databases such as Google Scholar, Academia, Scopus, Civilica and Irandak was conducted using keywords such as “brine discharge”, “numerical modeling”, and “outlet design.” Out of 132 reviewed articles, 45 articles were consistent with the objectives of the study.
ResultsThe effects of seawater discharge can be observed in the discharge area and at greater distances. Numerical modeling is employed to predict pollutant concentrations at various distances and to determine the optimal discharge point while considering established standards. The design of the diffuser and the use of multiple nozzles at an angle of 60 degrees result in the greatest dilution at the discharge point.
ConclusionThe use of desalination systems necessitates addressing the effects of climate change. Appropriate modeling and design of the outlet are essential for complying with environmental standards and optimizing costs. Further research in this field is needed.
Keywords: Seawater Concentrate Discharge, Coastal Desalination Plant, Numerical Modeling, Outlet Design, Discharge Standards