بخشی از مقاله
اندازه گيري آلودگيهاي زيست محيطي ( بقاياي آلودگيهاي نفتي (PAHs)) در رودخانه سياهرود و بررسي کيفيت آب رودخانه از نظر شرب با استانداردهاي جهاني
چکيده
رودخانه ها شاخص زيستگاههاي لوتيک يا آبهاي روان هستند و به عنوان منبع مهم جهـت تـامين آب آشـاميدني مطـرح مـي باشند. علاوه بر اين به عنوان يک اکوسيستم داراي ارزش زيستگاهي بـسيار بـالايي مـي باشـند.در شـمال کـشور بـيش از ٣٥٠ رودخانه دائمي و فصلي به درياي خزر وارد مي شود. در حال حاضر اکثر رودخانه هاي شمال تحت تاثير انواع دخالت هـاي انساني مي باشد که باعث بروز انواع آلودگي ها ، تغيير و تخريب اکوسيتم رودخانه ها شده است . رودخانـه سـياهرود نيـز بـه عنوان يکي از مهمترين رودخانه هاي شمال کشور از اين قاعده مستثني نمي باشد. به منظور بررسي و اندازه گيري آلودگيهاي
PAHs Polycyclic aromatic hydrocarbons درآبهاي سطحي استان مازندران ، رودخانه سياهرود به دليـل اهميـت اکولـوژيکـي و زيست محيطي مورد ارزيابي قرار گرفت . ترکيبات (PAHs) " هيدرو کربنهاي آروماتيـک چنـد حلقـه اي " از جملـه عوامـل سرطان زا، موتاژن زا و آلاينده محيط زيست مي باشند که به طور عمده بر اثر احتراق ناقص سوختهاي فسيلي بـه وجـود مـي آيند. ١٦ ترکيب PAHs توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريکا(USEPA) به عنوان سرطان زاهـاي احتمـالي بـراي انـسان ليست شده اند. در اين تحقيق نمونه هاي آب از ورودي و خروجي رودخانه سياهرود طي چهار فصل (به صـورت ماهانـه ) در سال ١٣٨٤ جمع آوري گرديد. نمونه هاي آب از طريق فـاز جامـد اسـتخراج و بـه وسـيله دسـتگاه کرومـاتوگرافي گـازي GC(١٠٠٠ DANY) و آشکارساز FID آناليز گرديد. به دنبال رديابي ١٦ ترکيب PAHs در نمونه هاي آب ، آسـنفتيلن بـا فراوانـي بيشتر و مقدار بالاتر شناسايي گرديد وترکيبات آنتراسن ، بنزو(a)آنتراسن ، کرايسن ، بنزو(ghi) پريلن ، اينـدنو(cd ,٣-٢-١) پـايرن و دي بنزو(a)آنتراسن در هيچ نمونه اييافت نشد. بيشترين غلظت اندازه گيري شده براي بنزو(a) پايرن و آسنفتيلن در در طول دوره مطالعه به ترتيب g.l... ٠.٢٣ و g.l... ٠.٩١ در خروجي رودخانه سياهرود گزارش شد. نتـايج همچنـين بيـانگر ايـن مـسئله است که مقادير مشاهده شده در اين رودخانه در مقايسه با استاندارد جهـاني EPA، از حـد مجـاز تعيـين شـده بـراي آبهـاي آشاميدني پايين تر مي باشد.
کلمات کليدي: رودخانه سياهرود، آلودگيهاي زيست محيط ،ي کيفيت آب ، دستگاه GC، استاندارد جهاني
مقدمه
رشد روز افزون جمعيت به همراه توسعه صنعتي و کشاورزي موجب گرديده است تا منابع آبهاي سطحي و آبهاي سواحل به سرعت آلوده گردند. ورود مواد سمي به درياچه ها، رودخانه ها، جريانات آبي، اقيانوس ها و ديگر اکوسيستم هاي آبي با حل شدن يا معلق شدن يا رسوب در بستر همراه بوده که منجر به آلودگي اکوسيستم آبي مي گردند و کيفيت آب را تحت تأثير قرار مي دهند[١]. رودخانه سياهرود که از مناطق شهري قائمشهر ميگذرد به دليل آلودگي، منظره زشتي دارد و از نظر بهداشتي مردم حاشيه رود را تهديد مي کند و حتي ميتواند منجر به بيماري حاشيه نشينان شود. هيدرو کربنهاي آروماتيک چند حلقه اي گروهي از ترکيبات آلي هستند که داراي دو يا چند حلقه آروماتيک به هم پيوسته از اتم هاي کربن و هيدروژن هستند. اين ترکيبات از " نفتالن " با دو حلقه شروع شده و به "کرونين " با هفت حلقه ختم مي شوند[٢]. آنها ترکيباتي هستند که از احتراق ناقص سوختهاي فسيلي تشکيل مي شوند. امکان سنتز اين ترکيبات توسط باکتري ها، جلبکها و گياهان نيز وجود دارد[٣] .به خاطر اين که بسياري از ترکيبات PAHs و مشتقات آنها پايدارند و احتمال سرطان زائي و جهش زائي قوي دارند، پيدايش ، انتقال و سرانجام آنها در محيط زيست به طور گسترده مطالعه شده است [٤]
.در مجموع بيش از يک صد ترکيب شناسايي شده است که ١٦ ترکيب از آنها بر اساس گزارشات سازمان بهداشت جهاني و EPA از بقيه مهمترند. منشا ترکيبات PAHs در محيط زيست ناشي از عوامل طبيعي و انساني است [٥] . جابجايي ترکيبات PAHs در آب بر اثر ذرات معلق ، سيل و فرايند پالايش صورت مي گيرد[٦].
بيشترين مقدار PAH ها به دليل احتراق ناقص ترکيبات آلي طي روند فرآيند هاي صنعتي و ساير فعاليت هاي انسان در محيط زيست آزاد مي شود[٧]. مهمترين منابع آنها شامل ، احتراق زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبيعي براي مقاصد صنعتي و هم خانگي مي باشد. صنايع نفتي دور از ساحل و درهم شکستن نفت کشها منابع مهم PAH ها در بعضي از مناطق هستند. آتش سوزي جنگلها که مي تواند در نتيجه فعاليت انسان و يا عوامل ديگر باشد، منبع مهم و معمولا غير قابل پيش بيني PAH ها است [٨]. با توجه به آثار اين ترکيبات بر روي انسان انجام اين مطالعه براي اولين بار در ايران ضروري به نظر مي رسد. در اين مطالعه سعي شده است که ١٦ ترکيب ٢ تا ٥ حلقه اي (به ترتيب : نفتالن ، آسنفتيلن ، آسنفتن ، فلورن ، فنانترن ، آنتراسن ، فلورانتن ، پايرن ، بنزو (a) آنتراسن ، کرايسن ، بنزو (b) فلورانتن ، بنزو (k) فلورانتن ، بنزو (a) پايرن ، بنزو (ghi) پريلن ، ايندنو (cd-١٢٣) پايرن و دي بنزو (a) آنتراسن ) مورد بررسي قرار گرفته و مجموع آنها در طي چهار فصل در رودخانه سياهرود در استان مازندران مورد مقايسه قرار گيرد.
مواد و روش ها
جهت انجام تحقيق از آب رودخانه سياهرود در دو ايستگاه ورودي رودخانه و خروجي آن نمونه برداري صورت گرفت . نمونه برداري به صورت ماهانه طي چهار فصل در سالهاي ١٣٨٤ و ١٣٨٥ صورت گرفت . براي جمع آوري و حمل نمونه ها از ظروف يک ليتري شيشه اي استفاده گرديد. در ابتداي شروع کار ظروف دو بار با آب منطقه مورد نمونه برداري شسته شده و سپس از آب همان منطقه پر گرديدند. نمونه هاي برداشت شده پس از ثبت زمان و مکان نمونه برداري در مجاورت يخ جهت اندازه گيري پارامترهاي مورد نظر به آزمايشگاه محيط زيست دانشکده منابع طبيعي دانشگاه تربيت مدرس منتقل گرديدند و غلظت پارامترهاي مورد نظر با استفاده از دستگاه کروماتوگرافي گازي (GC) اندازه گيري شدند. روش انجام آزمايش به صورت زير مي باشد:
آماده سازي نمونه و استخراج نمونه
روش استخراج به کار رفته در اين تحقيق ، استخراج با فاز جامد١ (SPE) مي باشد که براي پيش تغليظ ، تميزسازي و آماده سازي نمونه هاي آبي به کار رفت . کارتريج ml ٦ Envir Elut PAH، حاوي يک گرم فاز پرکننده و خريداري شده از شرکت واريان براي آماده سازي نمونه استفاده شد. مراحل انجام استخراج و آماده سازي به صورت خلاصه در شکل ١ آورده شده است .
پس از آماده سازي نمونه آماده تزريق به دستگاه GC گرديد. در اين مرحله مي توان نمونه را تا فرا رسيدن زمان آناليز در دماي oc١٥- اليoc٢٠- نگهداري نمود.
دستگاه اندازه گيري
دستگاه گاز کروماتوگراف جهت شناسايي مواد آلي فرار و نيمه فرار به کار مي رود. آناليز ترکيبات PAHs به وسيله دستگاه کروماتوگرافي گازي (GC) تاکنون بسيار گزارش شده و هم اکنون قادر به شناسايي واندازه گيري ٦٠٠-٥٠٠ ترکيب مختلف استفاده شده در سراسر جهان است . گاز کروماتوگرافي همراه با آشکار ساز FID شناسايي آلاينده را در حد (μg.l) امکان پذير مي نمايد[٩].
در اين تحقيق نيز اندازه گيري PAHs در نمونه هاي استخراج شده با دستگاه کروماتوگرافي گازي (GC)
انجام شد. دستگاه GC استفاده شده ، GC١٠٠٠ شرکت DANI مجهز به ستون کاپيلاري Fused silica٥ Optima به طول ٦٠ متر، قطر داخلي ٠.٢٥ ميلي متر و ضخامت فليم μm ٠.٢٥ بود. آشکار سازي و اندازه گيري اين ترکيبات با استفاده از دتکتور ٢ (FID) که براي مواد آلي داراي حلقه آروماتيک مناسب است ، انجام شد.
نتايج
براي آناليز آماري داده ها از نرم افزار ١٢.SPSS v استفاده شد. براي اطمينان از نرمال بودن توزيع داده ها آزمون نرماليتي کلموگراف - اسميرنوف به کار رفت . از بررسي ١٦ ترکيب PAHs در آب رودخانه سياهرود و از ميانگين ٣ تکرار نتايجي حاصل گرديدکه در جداول شماره ١ نشان داده شده است .
نتايج حاصل از آناليزهاي آماري نشان داد که :
١- در اندازه گيري شانزده ترکيب PAHs ، ترکيبات آنتراسن ، بنزو(a)آنتراسن ، کرايسن ، بنزو(ghi) پريلن ، ايندنو(cd ,٣-٢-١) پايرن و دي بنزو(a)آنتراسن در هيچ يک از نمونه ها مشاهده نشد.
٢- همچنين ترکيبات نفتالن ، آسنفتالن ،آسنفتن ، فلورن ، فنانترن ، آنتراسن ، فلورانتن ، پايرن ، بنزو (a) آنتراسن ، کرايزن و بنزو (a) پايرن در نمونه هاي ورودي آب رودخانه در طي چهار فصل مشاهده نشد.
٣- ترکيبات آنتراسن ، بنزو (a) آنتراسن و کرايزن در نمونه هاي خروجي آب رودخانه در طي چهار فصل مشاهده نشد.
٤- در بين نمونه هاي ورودي و خروجي رود خانه بيشترين غلظت به ترتيب مربوط به ترکيب بنزو(b)
فلورانتن ٠.٤١٨ ppb در ايستگاه ورودي رودخانه در مرداد ماه و آسنفتيلن ٢.٥٣٣ ppb در ايستگاه خروجي دردي ماه مي باشد.
٥- بر اساس نتايج حاصل از آزمون من _ويتني بين مقادير ترکيبات PAHs در ورودي و خروجي رودخانه هيچ گونه اختلاف معني داري بين ترکيبات اندازه گيري شده در طي دوره مورد مطالعه مشاهده نشد
بحث و نتيجه گيري
بر اساس استاندارد هاي ارائه شده توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريکا و نيز استاندارد ارائه شده توسط Wisconsin آمريکا براي آب آشاميدني (جدول شماره ١) مقادير اندازه گيري شده براي ترکيب بنزو(a) پايرن در خروجي رودخانه در پاييز (ppb ٠.٢٣٥)بالاتر از مقادير حد مجاز استاندارد مي باشد، در حالي که ميانگين مقادير اندازه گيري شده براي کل ترکيبات PHAs در اين رودخانه پايين تر از حد استاندارد تعيين شده توسط EPA براي آب هاي آشاميدني مي باشد.
