بخشی از مقاله
چکیده:
درختان از طریق جذب ذرات معلق و گازهای موجود در هوا، آبوهوای منطقه را تغییر داده باعث افزایش کیفیت هوا می شوند. با ا ستفاده از این خا صیت درختان میتوان از آنها بهعنوان زی ست ردیاب آلودگی هوا ا ستفاده کرد. در این تحقیق با ا ستفاده از آنالیز به روش فعال سازی نوترونی - NAA - ، برگ درختان موجود در خیابانهای ا صفهان با هدف تعیین بهترین زی ست ردیاب در بین گونههای نارون، توت و اقاقیا، آنالیز شده و مورد مطالعه قرار گرفتندیافتهها ن شان داد که برگ درخت نارون بهترین زی ستردیاب در بین گونههای نامبرده میبا شد. همچنین م شخص گردید که منطقه دروازهشیراز در بین ایستگاههای انتخابی بیشترین تاثیر از آلودگی هوابرد با فلزات سنگین را دارد.
مقدمه :
در دو دههی اخیر استفاده از زیست ردیابها بهعنوان ابزار پایش برای ارزیابی آلودگی محیطزیست با فلزات سنگین، ر شد زیادی دا شته ا ست. زی ست ردیابها، گونههای خا صی از گیاهان یا جانوران موجود در یک محیط هستند که بهصورت غیرمستقیم میتوان آلودگی محیطزیست را با جمعآوری سیستماتیک و آنالیز آنها اندازهگیری کرد. زیست ردیابهای گیاهی بهعنوان سادهترین و ارزانترین شاخص فلزات سنگین در هوا میباشند. زیست ردیابی با گیاهان به صورت روزافزون بهعنوان جایگزین روشهای سنتی تعیین آلودگی هوا در اروپا در حال استفاده میباشد. گونههای مختلفی از گیاهان میتوانند بهعنوان زیست ردیاب استفاده شوند که هرکدام ویژگی خا صی در تعیین نوعی آلاینده دارد.[1] یک زی ست ردیاب خوب بای ستی ویژگیهای زیر را داشته باشد:
· بهآسانی قابلشناسایی بوده و نمونهبرداری از آن آسان باشد؛
· در منطقه موردمطالعه بهوفور وجود داشته باشد؛
· ثبات و چرخه حیات طولانی داشته باشد؛
· دارای ژنتیک یکسان در منطقه موردمطالعه باشد.[2]
مشکل عمومی در استفاده از درختان بهعنوان زیست ردیاب، این است که فلزات سنگین تنها از طریق هوا وارد درخت نمیشود بلکه از آب یا خاک نیز میتوانند جذب ریشه شوند. در مقابل گونههای گیاهی مانند خزه و گلسنگ چون وابسته به خاک نبوده و بهنوعی تغذیه ریشهای ندارند، مناسبتر میباشند [3] بااینحال بسیار سخت است که گونه یکسانی از آنها را در منطقهای وسیع جهت بررسی آلودگی هوا پیدا کرد. به همین دلیل استفاده از برگ درختان بهعنوان زیست ردیاب استفاده وسیعی بهویژه در محیطهای شهری پیداکرده است.[4] در مناطق خشکی مانند اصفهان که امکان رشد طبیعی خزه و گلسنگ وجود ندارد میتوان از گونههای دیگر گیاهی مانند درختان استفاده کرد.
بیشترین قسمت درختان که بهعنوان زیست ردیاب آلودگی هوا استفاده میشود، برگشان میباشد. برگهای درختان دارای سطوح زیادی در واحد وزن بوده و لایه مومی سطح برگ قابلیت جذب و نگهداری گردوغبار و ذرات معلق و ترکیبات عالی غیر فرار را دارد.[5] علاوه بر این درختان دارای توزیع خوبی در سطح شهر داشته و نمونهگیری از آنها راحت میباشد. در این تحقیق با توجه به گونههای درختان موجود در خیابانهای اصفهان سه گونهی توت، اقاقیا و نارون با توجه به وجودشان در بیشتر خیابانهای اصفهان انتخاب شدند.
جهت آنالیز نمونهها، از تسهیلات موجود در راکتور مینیاتوری اصفهان استفاده گردید. راکتور مینیاتوری چشمه نوترون اصفهان - MNSR - یکی از انواع راکتورهایی است که با شار نوترون حرارتی 1012 n/cm2.sec و داشتن تجهیزات مناسب، امکان آنالیز مواد به روش فعالسازی نوترونی را دارا میبا شد. هدف ا صلی این پژوهش تعیین بهترین زی ست ردیاب در محیط شهری ا صفهان و همچنین تعیین منطقه با بیشترین تاثیرپذیری از آلودگی با فلزات سنگین هدف بعدی این تحقیق میباشد.
روش کار :
الف - نمونهبرداری:
سه گونهی درخت نارون، توت و اقاقیا که تقرباًی در بیشتر خیابانهای اصفهان وجود دارند، به عنوان گونههای تحت مطالعه، انتخاب شدند. سعی شد محل سایتهای انتخابی نمونهبرداری چنان با شد که این سه گونه درخت در کنار یکدیگر بوده که بتوان شرایط محیطی - خاک، آب و هوا - یکسان برایشان در نظر گرفت. سایتهای نمونهبرداری به ترتیب عبارت بودند از -1چادگان - نمونه شاهد - -2پل مارنان -3دروازه شیراز -4 شیخ صدوق -5میدان انقلاب -6رباط دوم.
برای هرگونه درخت سعی در نمونهبرداری از برگهای با اندازه تقرباًی یک سان شد تا برگهای انتخابی عمر نزدیک به هم دا شته با شند. در حین نمونهبرداری تماس د ست با سطح برگ وجود نداشت و خیلی با دقت درون پاکتهای زیپدار پلاستیکی قرار گرفتند. ازلحاظ زمانی، تمامی نمونهبرداریها به فاصله 4 روز انجام پذیرفت. بهمنظور جلوگیری از فساد نمونهها سعی شد نمونهبرداری در ساعات پایانی روز انجام شده و صبح فردای آن روز، عملیات ش ست شو و آماده سازی نمونه آغاز گردد.
ب - آمادهسازی نمونهها، پرتودهی و آنالیز:
در ابتدای عملیات آمادهسازی نمونهها، برگهای موجود در هر نمونه به دو قسمت تقسیم گردید.[5] یک قسمت بهصورت مستقیم و بدون انجام هیچ عملیاتی در آزمایشگاه مسقف و بدون وجود رفتوآمد و تهویه، به مدت یک هفته برای خشک شدن گذاشته شدند.[6] قسمت دوم از برگهای هر نمونه ابتدا با جریان آبلولهکشی برای زدودن ذرات گردوغبار نهشته شده بر روی برگها، شسته شدند. سپس در دو مرحله و هر مرحله به مدت 10 دقیقه در آب دیونیزه قرار گرفته و سپس نمونهها جهت خشک شدن به درون آون با دمای 50 C به مدت 72 ساعت منتقل شدند. [7] بعد از خ شک شدن نمونهها چه ش سته شدهها و چه ش سته نشدهها، هرکدام با استفاده از یک هاون عقیق که به علت سختی آن کمترین میزان ناخالصی را به نمونهها ا ضافه میکند، پودر گردیدند.
از پودر هر نمونه، حدود 500 mg بر روی یک قطعه نایلون ش سته شده با آب دیونیزه و الکل و به اندازه 6×6 cm ریخته و با استفاده از جریان هوای داغ، نمونهها بستهبندی شدند. با توجه به اینکه نمونههای مورد آزمایش برگ بوده و از نوع بیولوژی محسوب میگردند، لذا از استانداردهای بیولوژی که حدود غلظت عناصر موجود در آن مشابه نمونهها بود، استفاده گردید. استانداردهای استفادهشده شامل مواردی مانند برگ درختان مختلف و همچنین آرد دانههای مختلفی از گیاهان بوده است.
نمونههای آماده شده درون کپسولهای پلیاتیلنی قرار گرفته و به منظور پرتودهی کوتاه، هر نمونه توسط سی ستم رابیت به درون راکتور انتقالیافته و به مدت 2 دقیقه در فلاکس نوترونی 1011 2. در یک جایگاه پرتودهی داخلی، پرتودهی شدند. سپس ازآنجا خارجشده و به موقعیت هندسی از پیش تعیینشده که 10cm با آ شکار ساز فا صله دا شت، انتقال داده شده و به مدت 300 ثانیه در مقابل آ شکار ساز HPGe قرارگرفت و طیف گامای هر یک جمعآوری شد. جهت پرتودهی بلند نمونهها به مدت 6 ساعت در فلاکس نوترونی2. 5×1011 در سایتهای داخلی راکتور مورد پرتودهی قرار گرفتند.
نمونههای پرتودهی شده در این مرحله طی دو نوبت مورد شمارش قرار گرفتند، بدینصورت که ابتدا بعد از حدود یک هفته واپاشی نمونهها پس از پرتودهی، به مدت 2000 ثانیه برای عناصر نیمهعمر متوسط و بعد از حدود 15 تا 20 روز برای عناصر نیمهعمر بلند به مدت 5000 ثانیه شمارش شدند. طیفهای جمعآوری شده با ا ستفاده از نرمافزار SPAN V.4.0 مورد آنالیز قرار گرفته و غلظت 30 عن صر در نمونهها تعیین گردید. در پرتودهی کوتاه نمونهها، عناصر Al , Ca, Cl , K, Mg, Mn, Na, Ti , V مورد آنالیز قرارگرفته و عناصر As, Au, Br , La, Mo, Sb, Sm, U بهعنوان عناصر نیمهعمر متوسط آنالیز شدند. همچنین عناصر Ba, Ce, Co, Cr , Cs, Eu, Fe, Hf , Sc, Sr, Tb, Th, Zn در طیفهای نیمهعمر بلند آنالیز گردیدند.در روش ن سبی فقط خطای شمارش که در تعیین سطح زیر پیک موثر میبا شد لحاظ میگردد.
