ارزیابی آلودگی فلزات سنگین (نیکل، کادمیوم و وانادیوم) در آب و رسوبات تالاب هورالعظیم استان خوزستان

نوع مقاله : بوم شناسی

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست، پردیس علوم و تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 گروه خاک شناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

این تحقیق در سال 1397 با هدف بررسی فلزات سنگین کادمیوم، نیکل و وانادیوم در آب و رسوبات تالاب هورالعظیم در استان خوزستان انجام شد. نمونه ­برداری بر­اساس استاندارد متد­ (Standard Method) ­شماره ­3030 A و American Society for Testing and Materials شماره D2488 از 3 ایستگاه تالاب با 9 تکرار انجام شد. جهت سنجش عناصر سنگین از روش طیف‌ سنجی پلاسما جفت ‌شده القایی ­(ICP) و ترکیب آن با طیف‌ ­سنجی جرمی­ (ICP-MS) به کمک دستگاه ­ICP-OES مدل Varian 710-ES ساخت کشور آمریکا استفاده گردید. بالاترین میزان فلزات کادمیوم، نیکل و وانادیوم در آب تالاب هورالعظیم به ­ترتیب 0/496، 4/350 و 0/796 میلی ­گرم در لیتر در ایستگاه دوم و در رسوبات تالاب هورالعظیم به ­ترتیب 0/073، 203/64 و 80/35 میلی­ گرم در کیلوگرم در ایستگاه دوم به ­دست آمد. میانگین میزان فلزات سنگین کادمیوم، نیکل و وانادیوم در آب و رسوبات تالاب هورالعظیم در ایستگاه دوم بالاتر از ایستگاه ­های اول و سوم به ­دست آمد.­ فاکتور آلودگی فلزات کادمیوم و وانادیوم در هر 3­ ایستگاه مورد مطالعه در رده آلودگی کم قرار داشتند، اما فلز نیکل در رده آلودگی متوسط تا زیاد بود. درجه آلودگی در 3 ایستگاه مورد مطالعه درمورد فلزات سنگین کادمیوم، نیکل و وانادیوم در رده آلودگی کم قرار دارند. ارزیابی خطر اکولوژیک فلزات کادمیوم و نیکل در رسوبات تالاب هورالعظیم و شاخص پتانسیل ریسک اکولوژیکی در کلاس و رده خطر اکولوژیکی و زیستی کم قرار گرفتند. میزان فلزات سنگین کادمیوم و نیکل در آب تالاب هورالعظیم بالاتر از حد مجاز استانداردهای ملی و جهانی به ­دست آمد. میزان کادمیوم و وانادیوم در رسوبات تالاب هورالعظیم پایین ­تر مجاز استانداردهای ملی و جهانی بود، اما میزان نیکل در رسوبات بالاتر از حد آستانه استانداردهای ملی و جهانی به ­دست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Heavy Contamination of Metals (Nickel, Cadmium and Vanadium) in Water and Hawalzim Wetland Sediments in Khuzestan Province

نویسندگان [English]

  • Nazanin Firozshahian 1 2
  • Khoshnaz Payandeh 3
  • Sima Sabz Alipour 2
1 Department of Environmental Engineering, Khuzestan Science and Research Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2
3 Department of Soil Science, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

This research was conducted in 2018 to investigate heavy metals of cadmium, nickel and vanadium in water and sediments of Horralzim wetland in Khuzestan province. Sampling was performed according to Standard Method No. 3030 A and American Society for Testing and Materials No. D 2488 from three stations. In order to measure heavy elements, the ICP-OES model Varian 710-ES was used to measure the induction plasma (ICP) and its composition by mass spectrometry (ICP-MS). The highest amount of cadmium, nickel and vanadium in water of Horealamim wetland was 0.496, 4.25 and 0.796 mg L-1 respectively at second station and in Hooralazim Wetland sediments, respectively, 0.073, 20.64 and 80.35 mg Kg-1 at the second station. The average amount of heavy metals of cadmium, nickel and vanadium in water and sediments of Hooralazim Wetland in the second station was obtained above the first and third stations. Contamination factor of Cadmium and Vanadium in all three stations was in low pollution, but nickel metal was in the medium to high pollution level. Degrees of contamination at the 3 stations studied are heavy contaminated cadmium, nickel and vanadium. The Ecological Risk Assessment of Cadmium and Nickel Metals in Horealamim Wetland Sediments and Ecological Risk Potential were classified into class and low ecological and biological risk categories. The amount of heavy metals of cadmium and nickel in the waters of Hooralazim wetland was higher than the national and international standards. The levels of cadmium and vanadium in the Horeal wetland sediments were lower than the national and global standards, but the amount of nickel in sediments was higher than national and global standards.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pollution
  • Khuozestan Province
  • Hooralazim Wetland
  • Sediment
  • Heavy elements

مراجع

  1. اسدی، ا.؛ فاطمی، س.م.؛ اسکندری، غ. و پاپهن، ف.، 1389. مطالعه ­ای بر جمعیت ماهیان در تالاب هویزه در ایران. فصلنامه اکوبیولوژی تالاب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. جلد 2، شماره 6، صفحات 3 الی 11.
  2. انبیا، م.؛ عطایی، ا.، سپهریان، ح. و گرشاسبی، و.، 1384. بررسی روش ­های مدیریت پسماندهای ناشی از حفاری چاه ­های نفت در جهت کاهش اثرات منفی زیست ­محیطی آن ­ها در مناطق نفتی جنوب (شرکت ملی مناطق نفت ­خیز جنوب). مجموعه مقالات اولین همایش ملی مهندسی ایمنی و مدیریت HSE. دانشگاه صنعتی شریف، تهران. 8 صفحه.
  3. باقری، ح؛.، شارمد، ت.؛ خیرآبادی، و.؛ درویش ­بسطامی، ک. و باقری، ز.، 1390. سنجش و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در رسوبات رودخانه گرگانرود. فصلنامه اقیانوس­ شناسی. جلد 2، شماره 5، صفحات 35 الی 39.
  4. بهبودی، م. و طهماسبی ­نژاد، ه.، ۱۳۹۵. ارزیابی فلزات سنگین آب رودخانه کرخه در منطقه کرخه نور، شهرستان هویزه. اولین کنفرانس بین­ المللی مخاطرات طبیعی و بحران ­های زیست ­محیطی ایران، راهکارها و چالش­ ها. اردبیل، شرکت کیان طرح دانش. 12 صفحه.
  5. تدینی، م.، 1389. مدیریت پسماند عملیات حفاری در میادین نفت و گاز. ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز. شماره 72، صفحات 65 الی 69.
  6. جاسمی ­زاده، ز.؛ سواری، ا. و ابراهیمی­ قوام­ آبادی، ل.، 1393. مقایسه آلاینده­ های فلزی رسوبات رودخانه بهمنشیر متأثر از پساب­ های وارده با استانداردهای جهانی. اولین همایش ملی پدافند غیرعامل در علوم دریایی. هرمزگان. صفحات 60 الی 67.
  7. خنفریان، س. و سواری، ا.، 1394. بررسی تاثیر پساب صنایع نیشکر در افزایش مقدار آلودگی فلزات سنگین (روی، کادمیوم، سرب و کروم) در آب رسوب وگیاه (نی) تالاب شادگان. کنفرانس بین ­المللی علوم، مهندسی و فناوری ­های محیط ­زیست. تهران، دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران. 11 صفحه.
  8. چمبری، ش.؛ نبوی، س.م.ب. و جعفرزاده ­حقیقی، ن.، ۱۳۸۵. بررسی عوامل آلاینده آلی تالاب هورالعظیم با استفاده از فاکتورهای کیفی آب و شاخص ­های زیستی. سومین همایش ملی بحران­ های زیست محیطی ایران و راهکارهای بهبود آن­ ها. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات مرکز اهواز. 13 صفحه.
  9. رضوانی، م.؛ قربانیان، ا.ع.، نوجوان، م. و صهبا، م.، 1392. ارزیابی میزان آلودگی فلزات سنگین (کادمیوم، کبالت، سرب، روی و منگنز) در آبخوان اشتهارد. فصلنامه علوم و مهندسی محیط ­زیست. جلد 1، شماره 1، صفحات 13 الی 21.
  10. طباطبایی، ا.؛ گندمکار، م.؛ اسکندری، ص. و طباطبایی، ا.، 1396. بررسی پارامترهای فیزیکوشیمیایی و فلزات سنگین خاک تالاب بند علیخان ورامین و تاثیرات زیست محیطی. فصلنامه مطالعات علوم محیط زیست. جلد 2، شماره 3، صفحات 476 الی 484.
  11. عادل ­زاده، م.ر. و طالبی، ر.، 1395. ارائه روش­ های مدیریت پسماند حفاری و بررسی تاثیر عملیات حفاری در میدان آزادگان بر کیفیت خاک منطقه هورالعظیم. ماهنامه علمی ـ ترویجی اکتشاف و تولید نفت و گاز. شماره 139، صفحات 95 الی 102.
  12. عسکری ­ساری، ا. و ولایت ­زاده، م.، 1393. فلزات سنگین در آبزیان. انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. چاپ اول، اهواز. 380 صفحه.
  13. علی­ بیگی، ح.؛ میرزایی، ر. و زمانی­ احمد محمودی، ر.، 1396. بررسی غلظت فلزات سنگین در رسوبات سطحی تالاب چغاخور. مجله محیط شناسی. جلد 43، شماره 1ف صفحات 149 الی 161.
  14. فعال، ز.، 1391. بررسی کیفی آب رودخانه بهمشیر با استفاده از جلبک ­ها به ­عنوان شاخص ­های زیستی. فصلنامه علمی محیط ­زیست. شماره 52، صفحات 1 الی 10.
  15. کاظمی ­نژاد، پ.، ۱۳۸۹. آلودگی تالاب­ ها و چالش ­های ناشی از آن و بررسی عوامل آلاینده تالاب هورالعظیم. دومین همایش ملی تالاب­ های ایران. دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. 11 صفحه.
  16. کرباسی، ع. و ولوی، ش.، 1389. تعیین آلودگی فلزات سنگین در رسوبات تالاب بامدژ با استفاده از شاخص ژئوشیمیایی مولر. فصلنامه محیط شناسی. جلد 36، شماره 54، صفحات 1 الی 10.
  17. مرتضوی، ث. و صابری ­نصب، ف.، 1396. پهنه ‏­بندی غلظت و ارزیابی ریسک اکولوژیک فلزات سنگین در رسوبات تالاب میقان. فصلنامه اکوهیدرولوژی. جلد 4، شماره 2، صفحات 533 الی 545.
  18. مرتضوی، ث. و حاتمی­ منش، م.، 1396. سنجش بار آلودگی فلزات سنگین در رسوبات و گیاه آبزی علف چشمه (Nasturtium microphyllum) رودخانه بشار یاسوج. مجله مهندسی بهداشت محیط. جلد 5، شماره 2، صفحات 157 الی 172.
  19. مرتضوی، ث.؛ رحمانی، ج. و چمنی، ع.، 1396. پایش زیستی فلزات سنگین با استفاده از گیاه نی (Phragmites australis) در تالاب هشیلان کرمانشاه. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست. جلد 19، شماره 4، صفحات 67 الی 79.
  20. ولایت­ زاده، م. و نجفی، م.، 1392. اکولوژی رودخانه­ ها و تالاب ­های استان خوزستان. انتشارات ترقی، چاپ اول. 188 صفحه.
  21. ولایت ­زاده، م.، 1395. بررسی میزان فلزات سنگین آهن، روی و مس در عضله برخی ماهیان بومی تالاب هورالعظیم، استان خوزستان. فصلنامه پژوهش ­های علوم و فنون دریایی. جلد 11، شماره 3، صفحات 88 الی 100.
  22. Adewole, G.; Adewole, T. and Fuoma, E., 2010. Environmental aspect of oil and water-based drilling muds and cutting from Dibi and Ewan off-shore wells in the Niger Delta, Nigeria. African Journal of Environmental Science and technology. Vol. 4, No. 5, pp: 284-292.
  23. Al-Hejuje, M.M.; Al-Saad, H.T. and Hussain, N.A., 2018. Application of geo-accumulation index (I-geo) for assessment the sediments contamination with heavy metals at Shatt Al-Arab River-Iraq. Journal of Scientific and Engineering Research. Vol. 5, No. 2, pp: 342-351.
  24. ASTM.1991. Standard guide for collection, storage, characterization and manipulation of sediments for toxicological testing. Philadelphia. pp: 1390-1391.
  25. ASTM. 2000. Annual book of ASTM Standards ASTM. Vol. 11, No. 1, pp: 1971-1995.
  26. Bai, J.; Xiao, R.; Zhao, Q.; Lu, Q.; Wang, J. and Reddy, K.R., 2014. Seasonal Dynamics of Trace Elements in Tidal Salt Marsh Soils as Affected by the Flow-Sediment Regulation Regime. PLOS ONE, Vol. 9, No. 9, pp: 1-11.
  27. Benzer, S.; Arslan, H.; Uzel, N.; Gul, A. and Yilmaz, M., 2013. Concentrations of metals in water, sediment and tissues of Cyprinus carpio L., 1758 from Mogan Lake (Turkey). Iranian Journal of Fisheries Sciences. Vol. 12, No. 1, pp: 45-55.
  28. Birch, G.F., 1996. Sediment-bound metallic contaminants in Sydney’s estuaries and adjacent offshore, Australia. Estuarine Coastal and Shelf Science. Vol. 42, pp: 31-44.
  29. Bonanno, G., 2013. Comparative performance of trace element bioaccumulation and biomonitoring in the plant species Typha domingensis, Phragmites australis and Arundo donax. Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 97, pp: 124-130.
  30. Borowiak, K.; Kanclerz, J.; Mleczek, M.; Lisiak, M. and Drzewiecka, K., 2016. Accumulation of Cd and Pb in water, sediment and two littoral plants (Phragmites australis, Typha angustifolia) of freshwater ecosystem. Archives of Environmental Protection. Vol. 42, No. 3, pp: 47-57.
  31. Chabukdhara, M. and Nema, A.K., 2012. Assessment of heavy metal contamination in Hindon River sediment: A chemo metric and geochemical approach. Chemosphere. Vol. 87, pp: 945-953.
  32. Coulibaly, S.; Celestin Atse, B.; Mathias Koffi, K.; Sylla, S.; Justin Konan, K. and Joel Kouassi, N., 2012. Seasonal Accumulations of Some Heavy Metal in Water, Sediment and Tissues of Black-Chinned Tilapia Sarotherodon melanotheron from Bietri Bay in Ebrie Lagoon, Ivory Coast. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. Vol. 88, pp: 571-576.
  33. Defew, L.H.; Mair, J.M. and Guzman, H.M., 2005. An assessment of metal contamination in mangrove sediments and leaves from Punta Mala Bay, Pacific Panama. Marine Pollution Bulletin.Vol. 50, pp: 547-552.
  34. Demirak, A.; Yilmaz, F.; Tuna, A.L. and Ozdemir, N., 2006. Heavy metals in water, sediment and tissues of Leuciscuc cephalus from a stream in southwestern Turkey. Chemosphere. Vol. 63, No. 9, pp: 1451-1458.
  35. Farkas, A.; Erratico, C. and Vigano, L., 2007. Assessment of the environmental significance of heavy metal pollution in surficial sediments of the River Po. Chemosphere. Vol. 68, No. 4, pp: 761-768.
  36. Ghanbarpour, M.R.; Goorzadi, M. and Vahabzade, G., 2014. Spatial variability of heavy metals in surficial sediments: Tajan River Watershed, Iran. Sustainability of Water Quality and Ecology. Vol. 2, pp: 48-58.
  37. Guo, W.; Huo, S.; Xi, B.; Zhang, J. and Wu, F., 2015. Heavy metal contamination in sediments from typical lakes in the five geographic regions of China: Distribution, bioavailability, and risk. Ecological Engineering. Vol. 81, pp: 243-255.
  38. Hakanson, L., 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control a sediment logical approaches. Water Research. Vol. 14, pp: 975-1001.
  39. Harikumar, P.S.; Nasir, Y.P. and Mujeebu Rahman, M.P., 2009. Distribution of heavy metals in the core sediments of a tropical wetland system. International Journal of Environmental Science Technology. Vol. 6, No. 2, pp: 225-232.
  40. Janadeleh, H.; Hosseini Alhashemi, A. and Nabavi, S.M.B., 2016. Investigation on concentration of elements in wetland sediments and aquatic plants. Global Journal Environment Science Management. Vol. 2, No. 1, pp: 78-93.
  41. Janadeleh, H. and Kameli, M.A., 2017. Metals contamination in sediment and their bioaccumulation in plants and three fish species from freshwater ecosystem. Toxin Reviews. Vol. 18, No. 31, pp: 1-9.
  42. Jiang, X.; Wang, W.; Wang, S.; Zhang, B. and Hu, J., 2012. Initial identification of heavy metals contamination in Taihu Lake, a eutrophic lake in China. Journal Environment Science. Vol. 24, pp: 1539-1548.
  43. Kanclerz, J.; Borowiak, K. and Mleczek, M., 2016. Cadmium and Lead Accumulation in Water and Macrophytes in an Artificial Lake. Annual Set the Environment Protection. pp: 322-336.
  44. Kayalvizhi, J.; Nirmala, T. and Medona Mary, R., 2015. Level of heavy metals in soil sediments from wetlands of Theni and dindigul districts. International Journal of Recent Scientific Research. Vol. 6, No. 11, pp: 7372-7376.
  45. Krika, A. and Krika, F., 2018. Assessment of Heavy Metals Pollution in Water and Sediments of Djendjen River, North Eastern Algeria. Pollution. Vol. 4, No. 3, pp: 495-502.
  46. Loska, K. and Wiechula, D., 2003. Application of principal component analysis for the estimation of source heavy metal contamination in surface sediments from Rybnik Reservoir. Chemosphere Journal. Vol. 51, pp: 723-733.
  47. Miloskovic, A. and Simic, V., 2015. Arsenic and Other Trace Elements in Five Edible Fish Species in Relation to Fish Size and Weight and Potential Health Risks for Human Consumption. Polish Journal of Environmental Studies.Vol. 24, No. 1, pp: 199-206.
  48. Nwani, C.D.; Nwachi, D.A.; Okogwu, O.I.; Ude, E.F. and Odoh, G.E., 2010. Heavy metals in fish species from lotic freshwater ecosystem at Afikpo, Nigeria. Journal of Environmental Biology. Vol. 31, No. 5, pp: 595-601.
  49. Owamah, H.I., 2013. Heavy Metals Determination and Assessment in a Petroleum Impacted River in the Niger Delta Region of Nigeria. Journal Phylogenetics Evol Biology. Vol. 4, pp: 135-140.
  50. Pote, J.; Haller, L.; Loizeau, J.; Bravo, A.G.; Sastre, V. and Wildi, W., 2008. Effects of the sewage treatment plant outlet pipe extension on the distribution of contaminants in the sediments of the Bay of Vidy, Lake Geneva, Switzerland. Bio resource technology. Vol.99, PP: 7122-7131.
  51. Qin, D.; Jiang, H.; Bai, S.; Tang, S. and Mou, Z., 2015. Determination of 28 trace elements in three farmed cyprinid fish species from Northeast China. Food Control. Vol. 50, pp: 1-8.
  52. Rojas de Astudillo, L.; Chang Yen, I. and Bekele, I., 2005. Heavy metals in sediments, mussels and oysters from Trinidad and Venezuela. Revista Biologia Tropical. Vol. 53, No. 1, pp: 41-53.
  53. ROPMI. 1999. Manual of oceanographic and pollulant analysis method. Third Edition. Kuwait. pp: 1-100.
  54. Sakan, S.M.; Dordevic, D.S.; Manojlovic, D.D. and Predrag, P.S., 2009. Assessment of heavy metal pollutants accumulation in the Tisza river sediments. Journal of Environmental Management. Vol. 90, pp: 3382-3390.
  55. Sari, G.L.; Trihadiningrum, Y.; Suci, F.C. and Fashanah Hadining, A., 2018. Identification of Total Petroleum Hydrocarbon and Heavy Metals Levels in Crude Oil Contaminated Soil at Wonocolo Public Mining. The international Journal by the Thai Society of Higher Education Institutes on Environment. Vol. 11, No. 2, pp: 109-117.
  56. Staniszewski, R., 2014. Heavy metals in waters and sediments of rivers affected by brown coal mine waters, Polish Journal of Environmental Studies. Vol. 23, No. 6, pp: 2217-2222.
  57. Sukumaran, D., 2013. Phytoremediation of heavy metals from industrial effluent using constructed wetland technology. Applied Ecology Environment Science. Vol. 1, pp: 92-97.
  58. Tsakovski, S.; Kudlak, B.; Simeonov, V.; Wolska, L.; Garcia, G. and Namiesnik, J., 2012. Relationship between heavy metal distribution in sediment samples and their ecotoxicity by the use of the Hasse diagram technique. Analytica Chimica Acta. Vol. 719, pp: 16-23.
  59. Turner, A., 2013. Metal contamination of soils, sediments and dusts in the vicinity of marine leisure boat maintenance facilities. Journal of Soils and Sediments. Vol. 13, No. 6, pp: 1052-1056.
  60. Warren, L.A., 1998. Modeling cadmium accumulation by benthic invertebrates in situ: the relative contributions of sediment and overlying water reservoirs to organism cadmium concentrations. Limnology and Oceanography. Vol. 43, pp: 1442-1454.
  61. Yang, X.L.; Yuan, X.T.; Zhang, A.G.; Ma, Y.Z.; Li, Q.; Zong, H.M.; Wang, L.J. and Li, X.D., 2015. Spatial distribution and sources of heavy metals and petroleum hydrocarbon in the sand flats of Shuangtaizi Estuary, Bohai Sea of China. Marine Pollution Bulletin. Vol. 95, pp: 503-512.
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 11، شماره 4
دی 1398
صفحه 359-368

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار