اندازه گیریمیزان غلظت فلزات سنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد
الموضوعات : علوم آبزیانعبدالمجید موسوی 1 , رزاق عبیدی 2 , میترا راوردشیری 3
1 - استادیار دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین، ورامین، ایران
2 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران
3 - دکتری گروه منابع طبیعی، تکثیر و پرورش آبزیان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائمشهر، قائمشهر ،ایران
الکلمات المفتاحية: آب, یزد, سرب, کادمیوم, جیوه,
ملخص المقالة :
این تحقیق با هدف بررسی غلظت فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد به مدت مقطعی 9 ماه (مردادماه 92 تا فروردین ماه 93) صورت گرفت. در مجموع تعداد 28 نمونه آب از 28 حلقه چاه برداشت شد و فلزاتسنگین مورد بررسی بوسیله دستگاه جذب اتمی کوره گرافیتی اندازهگیری شد. با توجه به نتایج بدست آمده میانگین عناصر جیوه، سرب و کادمیوم به ترتیب صفر، 0011/0 و 0004/0 اندازه گیری و سپس به جهت مصارف انسانی با استانداردهای جهانی مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان غلظت فلزات سنگین جیوه، سرب و کادمیوم در نمونههای مورد آزمایش از حداکثر میزان مجاز استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) کمتر بود و خطری از نظر بهداشتی منطقه مورد مطالعه را تهدید نمیکند. اما با توجه به گسترش روز افزون جمعیت و افزایش میزان آلودگیها و بیماریها ممکن است در آینده تغییراتی در میزان غلظت فلزاتسنگین مشاهده شود. بنابراین ضروری است پایش عناصر سنگین بطور مستمر صورت گیرد.
_||_
اندازه گیری میزان غلظت فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد
چکیده
این تحقیق با هدف بررسی غلظت فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد به مدت مقطعی 9 ماه (مردادماه 92 تا فروردین ماه 93) صورت گرفت. در مجموع تعداد 28 نمونه آب از 28 حلقه چاه برداشت شد و فلزاتسنگین مورد بررسی بوسیله دستگاه جذب اتمی کوره گرافیتی اندازهگیری شد. با توجه به نتایج بدست آمده میانگین عناصر جیوه، سرب و کادمیوم به ترتیب صفر، 0011/0 و 0004/0 اندازه گیری و سپس به جهت مصارف انسانی با استانداردهای جهانی مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان غلظت فلزات سنگین جیوه، سرب و کادمیوم در نمونههای مورد آزمایش از حداکثر میزان مجاز استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) کمتر بود و خطری از نظر بهداشتی منطقه مورد مطالعه را تهدید نمیکند. اما با توجه به گسترش روز افزون جمعیت و افزایش میزان آلودگیها و بیماریها ممکن است در آینده تغییراتی در میزان غلظت فلزاتسنگین مشاهده شود. بنابراین ضروری است پایش عناصر سنگین بطور مستمر صورت گیرد.
واژه های کلیدی: جیوه، سرب، کادمیوم، آب، یزد
مقدمه
آب یکی از عناصر ضروری برای زندگی و یک منبع مهم جذب عناصر جزئی در انسان است. استفاده از آب سالم یکی از مهمترین فاکتورهای مصرف آب میباشد که از سالیان دور به آن توجه شده است (خدادادی و همکاران، 1385). تعداد زیادی از ترکیبات معدنی، خصوصا یونهای فلزی دارای نقش دوگانه ای در فیزیولوژی بدن انسان میباشند، تعدادی برای انسان ضروریاند، در صورتیکه بیشتر آنها با بالا رفتن غلظتشان سمیاند (قادرپوری و همکاران، 1388).
فلزاتسنگین یکی از آلاینده های مهم و پایدار در محیط های آبی می باشند. این فلزات در محیطزیست به خصوص در منابع آب نگرانیهای عمدهای به علت سمیت و غیرقابل تجزیه بودن ایجاد نموده و در مقادیر کم، به شدت زندگی انسانها، حیوانات و گیاهان را تهدید می کند (حسنی یزدی و همکاران، 1392 ؛ AWWA, 1999 ؛ Mohammadian et al., 2008).
ارگانیسمهای زنده به مقادیر بسیار کمی از فلزاتسنگین برای ادامه رشد و بقا نیاز دارند که از جمله آن میتوان به آهن، کبالت، مس، منیزیم، وانادیوم و روی اشاره کرد که اگر از حداقل مورد نیاز و ضروری افزایش یابند باعث اختلال در رشد میگردند. سایر فلزاتسنگین مانند جیوه، سرب و کادمیوم عناصر حیاتی نبوده و اثرات سودمندی بر حیات ارگانیسمهای زنده ندارند به طوری که تجمع آنها در بدن موجودات زنده به خصوص پستانداران باعث بیماریهای خطرناکی میشود (Ghaemi et al., 2005).
برخی از آلودگیها زوال پذیرند و به آسانی تجزیه شده و یا تقلیل داده میشوند مانند مواد زائد کشاورزی ولی بعضی آلایندهها زوال ناپذیرند مانند جیوه، سرب و برخی ترکیبات پلاستیکی. شایان ذکر است که مشکلات آلودگی کشوری نظیر ایران همانند سایر کشورهای در حال توسعه به واسطه رشد جمعیت روز به روز افزایش مییابد و لزوم توجه بیشتری را میطلبد. مواد زائد جامد و مایع شهری، صنعتی و کشاورزی منشا اصلی آلودگی منابع آب در کشور به حساب میآیند (Bhaskar et al., 2010).
فلزات سنگین جیوه، سرب، مس، کادمیوم، نیکل، کروم و ... جز گروه فلزات سنگینی بوده که در هوای تنفسی، آب آشامیدنی، مصالح ساختمانی، لوازم آشپزخانه و حتی البسه موجود میباشند. این فلزات پس از ورود به بدن، دفع نشده بلکه در بافتهایی مثل چربی، عضلات، استخوانها و مفاصل رسوب کرده و انباشته میگردند که همین امر موجب بروز بیماریها و عوارض متعددی در بدن میشود. همچنین فلزاتسنگین جایگزین دیگر املاح و مواد معدنی مورد نیاز در بدن میگردند. بطور مثال در صورت کمبود روی در مواد غذایی کادمیوم جایگزین آن میشود. بطور کلی اختلالات عصبی، انواع سرطانها، فقر مواد مغذی، برهم خوردن تعادل هورمونها، اختلالات تنفسی و قلبی-عروقی، آلرژی و آسم، ناباروری، پوکی استخوان و در موارد حاد مرگ از نتایج اثرات ورود فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم به بدن انسان میباشد که با رشد صنعت و افزایش مصرف مواد شیمیایی، ورود آنها در آب، خاک و هوا و احتمال رویارویی انسان با خطرات ناشی از آنها بیشتر شده است (Ghaemi et al., 2005).
با توجه به اهمیت و نقش عمده فلزاتسنگین در سلامت عموم، این مطالعه با هدف بررسی میزان غلظت فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد انجام پذیرفت.
مواد و روشها
به منظور بررسی غلظت فلزاتسنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد، به صورت منظم 28 نمونه آب از 28 حلقه چاه واقع در شهر یزد برداشت گردید. شکل(1) و جدول (1)
شکل 1. منطقه نمونه برداری
جدول 1. ایستگاه های نمونه برداری
ردیف | ایستگاه های نمونه برداری | ردیف | ایستگاه های نمونه برداری |
1 | دو یزد گرد | 15 | چرخاب 21 |
2 | سه یزد گرد | 16 | چرخاب 29 |
3 | چهار یزد گرد | 17 | ابرندآباد |
4 | پنج یزد گرد | 18 | محمد آباد |
5 | شش یزد گرد | 19 | احمد آباد دو |
6 | اکرمیه | 20 | احمد آباد یک |
7 | اکرم آباد | 21 | گسترش |
8 | حسین آباد | 22 | بیمارستان مادر |
9 | ولایت چهار | 23 | یک یزد گرد |
10 | نه یزد گرد | 24 | هفت یزد گرد |
11 | مرکز اکبر آباد | 25 | مسجد مهدی آباد |
12 | مرکز اکبری دو | 26 | هفت قاسم نقی |
13 | شش قاسم نقی | 27 | هشت قاسم نقی |
14 | دوازده قاسم نقی | 28 | چهارده قاسم نقی |
برای نمونه برداری از روش نمونه برداری موردی استفاده شد. ابتدا یک وزنه را با اندازه مناسب، بوسیله نخ به بطری نمونه برداری متصل و سپس نخ تمیزی به طول 50 متر که به دور یک تکه چوب پیچیده شده را به نخ بطری گره زده و بطری را باز گذاشتیم. بطری که به علت وجود وزنه سنگین شده را به پایین چاه انتقال داده به گونهای که با دیواره تماس پیدا نکند. بطری تا حد امکان پایین برده شد تا کاملا پر شود. سپس آنرا بالا کشیده و در نهایت کلیه ظروف نمونهبرداری کد بندی شدند.
آب مقطر دوبار تقطیر شده با هدایت الکتریکی 1/0 میلی موس جهت شستشوی ظروف پلی اتیلن مورد استفاده در نمونه برداری مصرف شد. حجم نمونهها برای هر چاه به میزان 4 لیتر بود. ظروف را با محلول آب مقطر و اسید نیتریک غلیظ شستشو داده و با آب مقطر آبکشی شدند. سپس نمونهها را با 5 میلی لیتر اسید نیتریک فیکس کرده و به آزمایشگاه منتقل شدند و پس از آن عناصر مورد نظر در نمونهها با استفاده از دستگاه جذب اتمی کوره گرافیتی آنالیز گردید. تجزیه و تحلیل دادهها به کمک نرمافزار SPSS 20 انجام شد. در رسم نمودارها و جداول از نرمافزار Excel 2013 استفاده شد.
نتایج
نتایج این تحقیق نشان داد که کمترین و بیشترین میزان فلزات سنگین جیوه، سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد به ترتیب (صفر - صفر)، ( 0 و 003/0 ) و ( 0 و 001/0 ) میلی گرم در لیتر بدست آمد. براساس نتایج آماری حاصل شده میانگین و انحراف از معیار با فاصله اطمینان 95 درصد برای فلزات جیوه، سرب و کادمیوم به ترتیب صفر، (0002/0 ± 0011/0) و (0002/0 ± 0004/0) میلی گرم در لیتر اندازه گیری شد. شکل (2)
شکل 2. میانگین فلزات سرب و کادمیوم در منابع آب شهر یزد (آنتنک ها نشان دهنده اختلاف معیار می باشند.)
بحث
نتایج میزان غلظت فلزات سنگین مورد بررسی با استانداردهای جهانی مقایسه گردید و نشان داد که غلظت فلزات سنگین پایین تر از حد مجاز سازمان بهداشت جهانی (WHO) می باشد. بنابراین منابع آب آشامیدنی چاه های موجود در منطقه از نظر فلزات سنگین منابع مطمئنی بوده و به دلایل مختلف از جمله کم بودن صنایع در منطقه، ترکیبات زمین شناسی منطقه، عدم یا کاهش نفوذ فاضلاب های شهری و روستایی به منابع آب، شرایط جغرافیایی و محیط حاکم بر منطقه و غیره در معرض آلودگی به فلزات سنگین نمی باشند.
عالیقدر و همکاران (1385) مطالعه ای بر روی میزان غلظت فلزات سنگین در منابع آب شهر اردبیل انجام دادند که نتایج نشان داد غلظت فلزات سنگین از حد مجاز استاندارد موجود کمتر بود. که نتایج آن با مطالعه حاضر مطابقت دارد. مطالعه ای که توسط محمدیان و همکاران (1387) بر روی آب چاه های مجاور کارخانه سرب و روی زنجان انجام شد نشان داد که غلظت سرب در هیچ نمونه ای بالاتر از استاندارد ملی نیست اما میزان سرب و کادمیم به ترتیب در 59 و 53 درصد نمونه ها فراتر از حد استاندارد سازمان جهانی بهداشت بودند. ناهید و مصلحی مصلح ابادی (1387) مطالعه ای با عنوان بررسی و آنالیز عناصر سنگین در آب موجود در مناطق مختلف تهران انجام دادند. نایج حاصل شده نشان داد میزان سرب در چد منطقه نمونه برداری بیشتر از حد مجاز بود. کرباسی و همکاران (1389) به بررسی میزان غلظت عناصر سنگین در منابع آب شهرستان الشتر پرداختند که نتایج نشان داد غلظت فلزات جیوه و کادمیوم در همه دوره های نمونه برداری صفر و میزان غلظت فلز سرب 0788/0 میلی گرم در لیتر بود و از حداکثر میزان استانداردهای موجود کمتر بود. نتایج این مطالعه با نتایج بدست آمده توسط مطالعه حاضر همخوانی دارد. بندانی (1390) سطح فلزات سنگین در رسوب، آب و ماهی کپور دریا و رودخانه های سواحل شرقی، غربی، خلیج گرگان و تالاب گمیشان استان گلستان مورد بررسی قرار داد. نتایج حاصل شده نشان داد میانگین فلز سرب در آب 214/83 میکروگرم در لیتر بود که کمتر از حداکثر میزان مجاز استاندارد بین المللی بود. میران زاده و همکاران (1390) مطالعه ای بر منابع آب کاشان انجام دادند که نتایج نشان داد غلظت عناصر موجود در آن پایین تر از استانداردهای موجود می باشد و خطری سلامت مصرف کنندگان را تهدید نمی کند. در مطالعه رجایی و همکاران (1391) که بر روی آب چاه های دشت علی آباد کتول صورت پذیرفت نتایج نشان داد رابطه آماری معنی داری بین غلظت فلزات سنگین اندازه گیری شده و استانداردهای بین المللی وجود ندارد. این مطالعه در فصل بهار و پاییز صورت گرفت و میانگین غلظت های سرب و کادمیوم فصل بهار آن پایین تر از مقادیر بدست آمده در این مطالعه می باشد. مطالعه ای که علیدادی و همکاران (1392) بر منابع آب شهر مشهد انجام داد مشخص شد که میزان غلظت كادميوم در تمام مناطق نمونه برداری و میزان سرب در بیشتر آنها پایین تر از حد استاندارد بوده است. مطالعه Geen و همکاران (2003) نشان داد غلظت فلزات سنگین در طول زمان تغییر می کند و مشخص شد چاه های موجود در یک محل می تواند به طور گسترده ای دارای غلظت های متفاوتی از فلزات سنگین باشد. در واقع غلظت فلزات سنگین در چاه ها، مرتبط با محل و عمق چاه ها بوده و در چاه های کم عمق تر در نواحی مشخص زمین شناسی غلظت بالاتر بوده است. Aker و همکاران (2006) نسبت به سنجش فلزات سنگین در آب های سطحی اقدام کردند. نتایج نشان داد غلظت فلزات در زمان های متفاوت متغیر است و غلظت کادمیوم در محدوده پایین تری قرار دارد اما میزان سرب در بسیار بالاتر بود. در مطالعه ای که Basma Yaqi (2007) نسبت به بررسی غلظت فلزات سنگین در آب 364 چاه شخصی منطقه باتینای عمان اقدام نمود که نتیجه حاصل از آن نشان دهنده افزایش بیش از حد استاندارد سرب در 80 درصد مناطق نمونه برداری بود. در این مطالعه علت آلودگی، فعالیت های صنعتی منطقه و تخریب برخی صخره های منطقه به علت شرایط آب و هوایی شناخته شد در حالیکه نتایج مطالعه حاضر نشان داد که غلظت فلزات سنگین در چاه های مورد بررسی کمتر از حد مجاز استانداردهای بین المللی می باشد. در بررسی آلودگی فلزات سنگین در منابع آب در مجاورت منطقه زغال سنگ معدن در شمال غربی بنگلادش که توسط Bhuiyan و همکاران (2010) انجام شد نتایج نشان داد بیش از 50 درصد از منابع آلوده بودند.
بطور کلی میزان فلزات سنگین جیوه، سرب و کادمیوم در تمامی نمونه های گرفته شده از منابع آب منطقه مورد مطالعه از حد مجاز استانداردهای ملی، بین المللی و نمونه کارهای مشابه در سایر کشورها کمتر بود. از این رو منابع آب شهر یزد از لحاظ بهداشت عمومی و محیطزیستی خطری برای مصرف کنندگان نخواهد داشت. اما با توجه به افزایش روز افزون صنایع و آلاینده های صنعتی و همچنین افزایش تقاضا برای شهر نشینی پیشنهاد می گردد پایش مداوم تمامی آلایندههای محیطی جهت ایجاد اطمینان سلامت منابع آب موجود صورت پذیرد تا با شناسایی دقیق منابع آلاینده اقدام به کنترل آنها شود.
منابع
بندانی، غ.ع.، خوشبار رستمی، ح.، یلقی، س.، شکرزاده، م. و نظری، ح. (1390) سطح فلزات سنگین (سرب، کادمیوم، کروم و روی) در بافت عضله و کبد ماهی کپور (Cyprinion carpio) سواحل استان گلستان. مجله علمی شیلات ایران. 19(4): 1-10.
حسنی یزدی، ع.ا. و کرباسی، م. (1392) بررسی میزان غلظت فلزات سنگین در آب شرب شهر مشهد در سال 1391. شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، تبریز.
خدادادی، م.، عودی، ق.، دری، ح.، و عزیزی، م. (1385) بررسی وضعیت میکروبی و شیمیایی آب های معدنی و بطری شده عرضه شده در سطح شهر بیرجند. دهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران.
رجایی، ق.، پورخباز، ع. و حصاری مطلق، س. (1391) ارزيابی ريسک سلامت فلزات سنگين منابع آب زيرزميني دشت علي آبادکتول. مجله دانشگاه علوم پزشكي خراسان شمالي. 4(2): 155-163.
عالیقدر، م.، حضرتی، س. و قنبری، م. (1385) اندازه گیری غلظت فلزات سنگین در منابع آب آشامیدنی شهر اردبیل در سال 1383. دهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، همدان.
علیدادی، ح.، پیروی مینائی، ر.، دهقان، ع.ا.، واحدیان، م.، معلم زاده حقیقی، ح. و امینی، ا.ر. (1392) بررسي غلظت فلزات سنگين (كروم، كادميوم و سرب) در آب آشاميدني شهر مشهد در سال 1390. مجله علوم پزشکی رازی. 20(116): 27-34.
فروزان، ش.، خلیل بنی حبیب، ا.، رحیمی راد، ا. و معتمدیان، ن. (1387) بررسی وجود فلزات سنگین، مقادیر نیتریت و نیترات و ویژگی های میکروبی آبهای معدنی موجود در بازار استان آذربایجان غربی. هجدهمین کنگره ملی علوم و صنایع غذایی مشهد.
قادری پور، م.، جاهد خانیکی، غ. ر.، نظم آرا، ش. (1388) تعیید غلظت فلزات جزئی سمی در آب های بطری شده مصرفی در شهر تهران. دوازدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، تهران.
کرباسی، م.، کرباسی، ا.، صارمي، ع. و قربانی زاده خرازی، ح. (1389) بررسي ميزان غلظت عناصرسنگين در منابع تامين کننده آب شرب شهرستان الشتر در سال 1388. فصلنامه یافته. 12(1): 65-70.
محمدیان، م.، نوری، ج.، افشاری، ن.، نصیری، ج. و نورانی، م. (1387) بررسی غلظت فلزات سنگین در چاههای آب مجاور کارخانه سرب و روی زنجان. فصلنامه سلامت و محیط زیست. 1(1): 51-56.
میران زاده، م.ب.، محمودزاده، ع.ع.، حسن زاده، م. و بیگدلی، م. (1390) بررسی غلظت فلزات سنگین در شبکه توزیع آب شهر کاشان در سال 1389. مجله سلامت و بهداشت. 2(3): 56-66.
ناهید، پ. و مصلحی مصلح آبادی، پ. (1387) بررسي و آناليز عناصر فلزي سنگين در آبهاي آشاميدني مناطق مختلف تهران در سطح میلیگرم در لیتر و روش هاي حذف آنها. فصلنامه علوم و صنايع غذايي. 5(1): 29-35.
Aker, F. (2006) Calculate the amount of heavy metals cooper, cadmium and lead in surface water area Mytilus sp. Wat Sci Tech. 75: 98-105.
American Water Works Assossiation. (1999) Water borne pathogens, AWWA manual M48, pp 6-7.
Basma Yaqi. (2007) Concentration of heavy metals in the 364 water wells Batynay region of Oman. Water research. 36: 1343-1348.
Bhaskar, C.V., Kumar, K. and Nagendrappa, G. (2010) Assessment of heavy metals in water samples of certain location situated around Tumkur, Karnataka, India. Environ J. Chem. 7(2): 349-352.
Bhuiyan, M., Islam, M.A., Dampare, S.B., Parvez, L. and Suzuki, S. (2010) Evaluation of hazardous meta pollution in irrigation and drinking water systems in the vicinity of a coal mine area of northwestern Bangladesh. J Haz Mat. 179(1-3): 1065-1077.
Geen, V., Zheng, Y., and Versteeg, R. (2003) Spatial variability of Arsenic in 6000 tube wells in a 25 km2 area in Bangeladesh. Water resou resea. 39(5): 1140-1156.
Ghaemi, P., Rostami Hozouri, S. and Ghaemi, A. (2005) Determination of Lead and Copper in drinking waters in Tehran. Environ Stu. 36: 27-32.
Mohammadian, M., Nouri, J., Afshari, N., Nassiri, J. and Nourani, M. (2008) Investigation of Heavy Metals Concentrations in the Water Wells Close to Zanjan Zinc and Lead Smelting Plant. Iran J Health Environ. 1: 51-56.
Ozer, A. and Pirincci, H. B. (2006) The adsorption of Cd (II) ions on sulphuric acid-treated wheat bran. Journal of Hazardous Materials. B137: 849-855.
Measurement of heavy metals of Mercury, Lead and Cadmium in water resources city of Yazd
Abstract
This research was carried out with the aim of investigating the concentration of heavy metals, mercury, lead and cadmium in water resources of Yazd for a period of 9 months (August 2013 to April 2014). A total of 28 water samples were taken from 28 wells and heavy metals were measured by atomic absorption of graphite furnace. According to the results, the mean of mercury, lead, and cadmium elements was measured 0, 0.0011, 0.0004 respectively, and then compared to global standards for human consumption. The results of this study showed that the concentrations of heavy metals of mercury, lead and cadmium in the samples tested were lower than the maximum permitted standard WHO and did not threaten the health of the area under study. But due to the increasing population growth and the increase in the number of infections and diseases, changes in the concentration of heavy metals may occur in the future. Therefore, it is essential to keep track of heavy elements continuously.
Keywords:Mercury, lead, cadmium, water, Yazd.
