بخشی از مقاله
چکیده:
استفاده از فناوری هستهای - رادیوایزوتوپهای 137Cs، 210Pb و - 7Be در بررسی و حل مسائل محیطی در کشورهای توسعه یافته بسیار فراگیر است. در ایران کاربرد این فناوری در طرحهای کلان تحقیقاتی و مدیریتی منابع طبیعی مغفول مانده است.
لذا هدف این تحقیق، معرفی کارایی این فناوری در بررسی مسائل محیطی یک حوضه آبخیز ناشی از جنگلزدایی و انباشت رسوب در پایاب آن استمطالعه. موردی آن در دریاچه بِرآ بهعنوان بزرگترین دریاچه طبیعی کشور مالزی توسط نگارنده انجام شده است.
لذا میزان فعالیت رادیوایزوتوپهای 226Ra, 137Cs, 210Pb در 300 نمونه از رسوبات بستر استخراج شده در مغزههای رسوبی بستر دریاچه بدست آمد. با استفاده از مدل CRS علاوه بر تعیین سن افقهای مختلف ستون رسوبات دریاچه، اثرات زیست محیطی پنج مرحله عملیات جنگلزدایی در سطح حوزه و میزان انتقال رسوب و دیگر رویدادهای طبیعی مشخص شد.
بر این اساس، نرخ رسوبگذاری ناشی از جنگلزدایی در دریاچه، تا 20 برابر افزایش داشته و بالطبع آن رسوبات سرشار از مواد آلی نهشته شده و عمق و عرصه دریاچه بِرا کاهش یافته است. پژوهش حاضر، کاربرد فناوری هستهای را در بررسی مسائل محیطی مختلف حاصل از تغییرات کاربری اراضی در حوزههای آبخیز ایران را توصیه کرده است.
.1 مقدمه
مدیریت پایدار حوزههای آبخیز یکی از برنامههای استفاده صلح آمیز از فناوری هستهای بوده است که در قالب چندین پروژه تحقیقاتی در سطح جهان با حمایت آژانس بین المللی انرژی اتمی - IAEA - 1 به انجام رسیده است.
به این ترتیب کارایی فناوری هستهای در شناخت و حل مسائل محیطی حوزههای آبخیز تحت مناطق مختلف جغرافیایی و اقلیمی و کاربریهای متفاوت اراضی آزموده و اثبات شده است. استفاده از فناوری هستهای - رادیوایزوتوپهای 137Csو - 210Pb در برآورد نرخ فرسایش و تلفات خاک تحت کاربریهای مختلف اراضی از مهمترین فناوریها و تکنیکهای شناخت مسائل محیطی و مدیریت منابع آب و خاک بهشمار میروند.
هم اکنون با استفاده از این ایزوتوپهای ناپایدار، روند کوتاه تا دراز مدت فرآیندهای رسوبی بویژه رسوبگذاری و آلودگی مورد بررسی دقیق قرار میگیرند. فناوری هستهای روشی قابل اعتماد در مدیریت منابع آب در خشکی و سواحل به شمار میرود که به کاربرد آن در طرحهای کلان مدیریتی کشور توجه جدی نشده است.
هم اکنون در کشورهای توسعه یافته از رادیوایزوتوپهای یاد شده در تعیین میزان و سهم تغییرات کاربری اراضی در حوزه از جمله جنگلزداییو توسعه پروژه های شهرسازی، صنعتی و کشاورزی در انتقال رسوب و آلاینده ها و انباشت رسوب در تالابها، دریاچه ها، خورها و خلیج ها استفاده فرآگیری میگردد. در گذشته تغییرات خطوط ساحلی جنوب کشور در بازه زمانی کواترنر با استفاده از رادیوایزوتوپ کربن-14 مورد بررسی قرار گرفته است.
استفاده از رادیوایزوتوپهای 137Cs، 210Pb در کشورهای حاشیه خلیج فارس در تالابهای ساحلی کشور کویت آزموده شده است .[9] [8] هدف از این مقاله معرفی بیش از پیش روشهای استفاده از رادیوایزوتوپها در بررسی فرآیندهای فرسایش و رسوبگذاری در مناطق ساحلی و بازسازی پیشینه تحولات رخ داده در این مناطق در جهت مدیریت هرچه مفیدتر این مناطق می باشد.
.2 مواد و روشها
در این قسمت به اجمال دو رادیوایزوتوپ مهم در بررسی مسائل محیطی که در این تحقیق از آنها استفاده شده، در زیر تشریح شدهاند. نحوه پیدایش، نیمه عمر و کاربرد و مدلهای مرتبط با رادیوایزوتوپهای سزیم- - 137Cs - 137 و سرب-210 - 210Pb - ارائه شده است.
1,2 سزیم-137
سزیم-137 رادیو ایزوتوپی مصنوعی است که در پی انفجار بمبهای اتمی در بین سالهای 1980-1950 میلادی در اتمسفر پراکنده شد و در عمدتا در طی سه دهه یاد شده توسط بارش به سطح زمین بازگشته است . مجموع 423 آزمایش بمبهای اتمی، 217200 کیلو تن مواد رادیواکتیو به اتمسفر متصاعد شده است. بیشینه بارش های رادیو ایزوتوپهای 137Cs ، استرانسیم- - 90Sr - 90 و پلوتونوم- - 218Po - 218 در سال 1963 رخ داد و روند این آزمایشها در سالهای آغازین دهه 80 میلادی به شدت کاهش یافت.
حادثه چرنوبیل در سال 1986 نیز بطور چشمگیری رادیو ایزوتوپهای یاد شده را به جو زمین منتشر کرده است.[10] نیمه عمر رادیوسزیم 30/2 است و به عنوان ابزاری جهت بررسی روندهای میان مدت 40-30 ساله فرآیندهای ساحلی شناخته شده است. مهمترین مشخصهای که آن را به عنوان یک شاخص مستقل زمانی مطرح کرده، قابلیت جذب سریع و ماندگاری آنها توسط ذرات ریزدانه خاک و رسوبات میباشد.
این عناصر رادیو اکتیو که نقش بسیار مخربی در سلامت محیط زیست ایفا کردهاند، به عنوان ردیاب در مطالعات مختلف محیطی مورد استفاده قرار گرفتهاند. از قابلیت رادیوسزیم در برآورد فرسایش خاک، نقشه فرسایش خاک و خطرات فرسایش در مقیاس های متفاوت استفاده بیشمار شده است .[10] مدلهای بسیار پیشرفته ای برپایه همین قابلیت برای برآورد فرسایش خاک توسعه یافته است.[11, 12] از جمله این مدلها می توان به مدل Proportional, Mass Balance I, II, II اشاره کرد. این رادیوایزوتوپ نیز جهت بررسی فرآیند انتقال رسوب و رسوبگذاری در محیط های آبی نظیر دریاچه ها، دشتهای سیلابی، خورها و خلیج ها بمراتب استفاده شده است.
2,2 سرب-210
رادیوایزوتوپ 210Pb بطور طبیعی در سری فروپاشی اورانیم- - 238U - 238 پدید می آید. فروپاشی اورانیم در طبقات خاک و سنگ، گاز خنثی رادون- - 222Rn - 222 - نیمه عمر 4 a روز - را به فضا منتشر می کند. این گاز پس از 3 بار تکرار نیمه عمر ابتدا به سرب-214 و سپس به سرب-210 تبدیل شده و با بارش به زمین باز می گردد. رادیو ایزوتوپ 210Pb با نیمه عمر 22/3 سال .[4, 5] این امکان را فرآهم میآورد که تحولات فرآیندهای ساحلی را در بازه زمانی بلند مدت 150-100 سال را بدقت بازخوانی کرد. استفاده از رادیوایزوتوپها در بررسی نرخ رسوبگذاری در سواحل نیز مطابقت داده شد
این ایزوتوپ همچون رادیوسزیم به شدت جذب ذرات ریزدانه رسوبات و لایه سطحی خاک شده و همراه رسوبات به محیطهای آبی و رسوبگذاری در طبقات مختلف نهشته میشود. فرضیات متصور در کاربرد این رادیوایزوتوپ و مدلهای مرتبط از دیرباز مورد توجه محققین مختلف بویژه مناطق ساحلی بوده است.[18, 19][5] مدلهای رایج در زمان سنجی و برآورد نرخ رسوبگذاری در سواحل، مدل - CIC - Constant Initial Concentration و مدل - CRS - Constant Rate of Support میباشند.
این رادیوایزوتوپ ارزشمند علاوه بر بررسی نرخ انباشتگی رسوبات بطور گسترده ای جهت بررسی نرخ میان تا دراز مدت آورد عناصر سنگین به سواحل و آلودگی آنها بکار می رود.
