بخشی از مقاله
چکیده
یکی از نواحی ایران که تحت تاثیر پدیده نو ظهور گرد و غبار به دلیل شرایط خشکسالی های اخیر قرارگرفته است استان خوزستان است. تداوم این طوفان ها سبب بروز اثرات نامطلوب زیستی و بروز خسارات فراوان در زمینه های کشاورزی، صنعتی، حمل و نقل و سیستم های مخابراتی گردیده است. با توجه به عدم شناخت کافی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ذرات تشکیل دهنده گرد و غبار در ایران لزوم انجام یک مطالعه جامع و سیستماتیک بر روی این پدیده در کشور کاملا احساس می گردید. امروزه علاوه بر تعیین شاخصهای زمین شیمیایی ذرات گرد و غبار به منظور تعیین منشاء احتمالی ذرات، بررسی خصوصیات زمین زیست محیطی عناصر اصلی و کمیاب موجود در این ذرات و نقش آنها در آلودگی محیط زیست نیز حائز اهمیت است.
در این راستا تعداد 39 نمونه در اندازههای مختلف ذرات گرد و غبار - PM2.5, PM10, TSP - جهت آنالیز های XRF و ICP-MS به منظور تعیین غلظت عناصر اصلی و کمیاب برداشت گردید. نتایج حاصل از مطالعات XRF نشان می دهد که ترکیب اکسیدهای اصلی گرد و غبارخوزستان شبیه با ترکیب میانگین سایر نقاط دنیا است و ترکیب سیلتی رسی را برای آن تداعی میکند وAl2O3 ، Fe2O3 ،CaO ،MgO وK2O بترتیب ترکیبات اصلی هستند. از طرفی یک محیط رسوبی مرتبط با دگرسانی و فرسایش سنگهای رسوبی را به عنوان منشاء زمینشناسی این ذرات میتوان درنظر گرفت. مطالعات زمین شیمیایی بر روی عناصر کمیاب و نادر خاکی مبین یک الگوی تخت و یکسان REE ها به همراه تهیشدگی از عناصر Th, V, Nb, Zr و همچنین غنیشدگی از Al , Rb, Sr و Mn و خاستگاه رسوبی سنگهای مادر این ذرات و به عبارتی هم منشاء بودن آنها می باشد.
کلیدواژه ها: - گرد و غبار، زمین شیمیایی، عناصر کمیاب، عناصر نادر خاکی، تهیشدگی، غنی شدگی، - ICP-MS
مقدمه
پدیده های گرد و غبار از جمله بزرگترین مشکلات جدی زیست محیطی در نواحی مختلف جهان هستند. این در حالی است که بیشترین گرد و غبار موجود در جو با منشاء ذرات ریز دانه اتفاق می افتد و این ذرات ریز در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از فراوانی بالاتری برخوردار می باشند. در واقع ایجاد گرد و غبار می تواند نوعی واکنش به تغییر پوشش گیاهی زمین باشد که در این رابطه نقش فعالیت های انسانی را در کنار شرایط طبیعی محیط های جغرافیایی نباید در نظر دور داشت - رییس پور و کوهزاد، . - 1387 البته انسان می تواند با بعضی طرح های مهندسی بزرگ مقیاس اثرات منفی پدیده های زیست محیطی و اثرات منفی پدیده های گرد و غبار را تعدیل نموده و از فراوانی وقوع، شدت و استمرار آن بکاهد. اثرات پدیده های گرد و غبار ممکن است تا فاصله 4000 کیلومتری از منبع اصلی تداوم داشته و سبب بروز اثرات نامطلوب زیستی و بروز خسارات فراوان در زمینه های کشاورزی، صنعتی، حمل و نقل و سیستم های مخابراتی گردد.
کشور ایران نیز به دلیل این مشکل و همجوار بودن با بخش وسیعی ار پهنه های بیابانی تحت اثرات نامطلوب این پدیده قرار می گیرد . یکی از نواحی ایران که تحت تاثیر این پدیده قرارگرفته است استان خوزستان در جنوب غرب ایران اس. این پدیده به عنوان یک پدیده غیر بومی از کشور های همسایه این منطقه را تحت تاثیر قرار داده است و در سالهای اخیر بگونه ای لزوم اطلاع از پارامتر های فیزیکی و شیمیایی آن کاملا احساس گردید. تقریباً تمام ابعاد و زوایای این پدیده بجز خصوصیات کانی شناسی و زمین شیمیایی در نقاط مختلف جهان مشخص شده است. بررسی اکسید های اصلی تشکیل دهنده ذرات گرد و غبار در صحراها و نواحی گوناگون نشان می دهد که عمده ترین ترکیب غالب زمین شیمیایی این ذرات را می توان ترکیب فلسیک و ترکیب کانی شناسی تکتوسیلیکاتها دانست SiO2 . - Guangjin, 2008 -
به عنوان مهمترین اکسید تشکیل دهنده ذرات گرد و غبار در نواحی مختلف جهان شناخته شده است و اکسید های آلومینیوم و آهن در الویت های بعدی قرار دارند. پراکنش اکسیدهای اصلی در ذرات گرد و غبار مبین ترکیب کانی شناسی و ترکیب سنگ ها در این ذرات می باشد که به دلیل حساسیت بالای آنها به دگرسانی، هوازدگی و فرسایش ترکیبات قابل قبولی برای تعیین ذرات گرد و غبار نمی باشد. البته باید خاطر نشان کرد که در صحراها و نواحی که ذرات گرد و غبار فاصله طولانی را طی نمی کنند از این اکسیدها به منظور تعیین منشاء و یا احتمالاً چند منشائی بودن ذرات استفاده می شود.
امروزه مطالعات نشان می دهد که ترکیب عناصر کمیاب و عناصر نادر خاکی بهترین نشانگر جهت تعیین منشاء ذرات گرد و غبار می باشند. از طرفی علاوه بر تعیین منشاء زمین شیمی ذرات گرد و غبار کمک شایانی به تعیین شاخص های آلایندگی و زیست محیطی این ذرات می نماید و می توان به نوع منشاء فلزات سنگین و یا ترکیبات آلاینده همراه با این ذرات پی برد. در این تحقیق از آنالیز و نتایج حاصل از پراکندگی اکسیدهای اصلی، عناصر کمیاب، فلزات سنگین جهت تعیین منشاء و تعیین شاخص ها و منشاء آلایندگی این ذرات استفاده شده است و هدف نهایی از این پژوهش تعیین منشاء احتمالی این ذرات گرد و غبارمی باشد.
روش مطالعه
نمونه برداری از ذرات گرد و غبار در روزهای گرد و غباری که توسط سازمان هواشناسی مشخص می گردید انجام پذیرفت. در این تحقیق جهت نمونه برداری از دستگاههای نمونه گیر فعال High Volume Air Sampler استفاده شده است. این دستگاهها با توجه به موقعیت و شرایط مناسب و دسترسی سریع، در ایستگاههای هواشناسی اهواز و آبادان مستقر شده اند. این نمونه گیرها با پمپاژ هوا با قدرت 20 تا 60 متر مکعب در دقیقه قادر به جمع آوری گرد و غبار با اندازه های - TSP, PM10, PM2.5 - با استفاده از جداسازی پی دی پی ذرات بوده و ذرات جمع آوری شده را بر روی فیلترهای سلولزی و تفلونی تعبیه شده در درون دستگاهها قرار می دهند - شکل . - 1 نمونه های جمع آوری شده همراه با فیلترهایی که نمونه بر روی آن قرار دارد درون ظروف مخصوص شیشه ای قرار گرفته و بعد از کد گذاری به آزمایشگاه ارسال می شدند.
طی وقوع پدیده گرد و غبار تعداد 34 نمونه با اندازه های PM10, PM2.5, TSP از ایستگاه های اهواز و آبادان و تعداد 5 نمونه TSP به صورت نمونه برداری پرتابل از شهرستان های: ماهشهر، شوشتر، مسجد سلیمان و خرمشهر برداشت گردید. به منظور بررسی غلظت و ترکیبات عناصر موجود در گرد و غبارها به خصوص اطلاع از وضعیت اکسیدهای اصلی و پراکندگی بعضی از عناصر سنگین نمونه های گرد و غبارها برداشته شده بودند نیز مورد آنالیز XRF قرار گرفتند. مدل دستگاه XRF مورد استفاده PhilipsPW2400 مجهز به Rh-tube با دقت حداقل 0/01 درصد وزنی در آزمایشگاه کانساران بینالود مستقر در پارک علم و فناوری پردیس بوده است. نمونه های آماده شده جهت آنالیزICP-MS در اندازه های PM2.5 ،PM10 و TSP بر روی فیلترهای سلولزی و در ظروف مخصوص جهت دوری از هر گونه آلودگی ثانویه به آزمایشگاه ACME در ونکوور کانادا ارسال گردید. در این آزمایشگاه جهت نمونه های ارسالی QC نیز مد نظر قرار گرفت.
