ارزیابی زیست محیطی آلودگی فلزات سنگین در خاک‌های اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران

2 مربی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران

3 دانشجوی ارشد دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران

4 دانش آموخته ارشددانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران

چکیده

انتشارات اتمسفری از تأسیسات صنعتی، یکی از منابع اصلی آلودگی محیط زیست است. یکی از صنایع ایجادکنندۀ آلودگی، ذرات کارخانۀ سیمان است. فلزات سنگین از جمله مهمترین عناصر منتشر در طول فرایند صنعت سیمان به شمار می‌آید. هدف از مطالعۀ حاضر تعیین میزان آلودگی و منبع اصلی فلزات سنگین در خاک محدودۀ کارخانۀ سیمان شهر بهبهان است. بدین منظور تعداد 61 نمونه خاک از اطراف این کارخانه جمع­آوری شد. این نمونه‌ها از عمق10-5 سانتی­متری تهیه و برای تعیین فلزات آلومینیوم، سرب، کادمیوم و نیکل با روش ICP آنالیز شدند. در نمونه­های بررسی‌شده، میانگین غلظت عناصر آلومینیوم، سرب، کادمیوم و نیکل به‌ترتیب 26/83، 69/64، 29/75 و 64 (ppm) بود. ترتیب فراوانی میانگین غلظت عناصر سنگین عبارت بود از: Al>Cd>Pb>Ni. نتایج نشان داد که مقادیر فلزات بر اساس تغییر مسافت از کارخانۀ سیمان نوسان دارد؛ به طوری که میانگین غلظت اکثر فلزات با افزایش فاصله از کارخانه کاهش می­یابد. برای بررسی روند پراکنش فلزات در این منطقه از شاخص­های غنی‌شدگی (EF)، زمین انباشتگی (Igeo) و بار آلودگی (PLI) استفاده  شد. محاسبۀ شاخص غنی‌شدگی گویای آن است که همۀ عناصر در طبقۀ تهی‌شدگی یا حداقل غنی‌شدگی در کل مسافت­ها بودند؛ به ­طوری که مقادیر این شاخص برای فلزات، کمتر از 5/1 است. شاخص­ زمین انباشتگی برای نمونه­های خاک نیز نشان می­دهد که منطقه نسبت به کادمیوم در طبقۀ شدیداً آلوده و سرب در طبقۀ کمی آلوده قرار دارد. ضریب بار آلودگی برای همۀ مسافت­ها محاسبه شد و نشان از نداشتن آلودگی منطقه به فلزات سنگین در مقیاس زمینه است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Environmental Evaluation of Heavy Metals Contamination in Soils around the Cement Factory in Behbahan City

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza pourkhabbaz 1
  • Saeideh Javanmardi 2
  • Hossain Yusefnia 3
  • Masoud Eslami 3
  • Sorour Makrouni 3
  • Hossain Aghdar 4
1 Assistant Professor, Khatam Al-Anbiya University of Technology, Behbahan, Iran
2 Instructor of the University of Technology Khatam-al-Anbia Behbahan, Iran
3 Senior student at Khatam-al-Anbia University of Technology, Behbahan, Iran
4 Graduated from the Industrial University of Khatam Al-Anbia Behbahan, Iran
چکیده [English]

Atmospheric emissions from industrial establishments are one of the major sources of environmental pollution. One type of industry that causes particle pollution is the cement industry that Heavy metals are among the most relevant substances emitted during the process of cement manufacture. The aim of the study is to determine the major source and extent of metal pollution in soils vicinity of the cement factory in Behbahan city. Therefore, sixty one soil samples were collected from around the cement factories in Bebahan area. The samples were obtained at the depth 5-10 cm and were analyzed for Al, Pb, Cd and Ni by Inductively Coupled Plasma (ICP). In the samples of the studied soil, the average of the recorded concentration of elements for Al, Pb, Cd and Ni are 83.26, 64.69, 75.29 and 64 (ppm), respectively. The order of the average frequency of the heavy metals concentration is of Al>Cd>Pb>Ni. The results further revealed that the metal distribution were in a fluctuating manner considering various distances and directions from the cement facility, as it was observed that the mean metal concentrations of the soil decrease as distance from the cement facility increased for most metals. In this study, three contamination indexes have been used to express the distribution of soil pollution in the area. The result of the present study showed that all the metals were deficiency to minimal enriched in all distances, since the EF values of the metals are smaller than 1.5. Geoaccumulation index of the soil sampling can explain that the Cd element is lying with extremely contaminated area and the Pb element is lying with low contaminated area. The PLI was calculated for the overall distances and showed uncontaminated area than heavy metals in background value.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heavy Metals
  • Enrichment Coefficient
  • Geoaccumulation Index
  • Soil Contamination
  • Cement Industry

مقدمه

امروزهآلودگیمحیطزیستازمسایلمهمیاستکهجوامعمختلفباآنروبه‌روهستند.گسترشروزافزونصنایع، توسعۀشهرها،افزایشبی‌رویۀجمعیتودخالتبشردرطبیعت،آلودگیمنابعآب،خاکوهوارابهدنبالداشته است (توانکار و شفقت، 1387).آلودگی خاک یکی از عوارض مهم به‌هم‌خوردن تعادل و توازن طبیعت است (Mico etal., 2006; Yalcin et al., 2007)، در این ارتباط، آلودگی فلزات سنگین خاک­ها بسیار گسترده بوده است و خطر انتقال این فلزات سمی و قابل دسترس به انسان، حیوانات و محصولات کشاورزی وجود دارد (Parizanganeh, et al., 2012). خطر بالقوۀ سلامت عمومی در خصوص فلزات سنگین به میزان جذب آنها بستگی دارد (Ogunbileje, et al., 2013). منابع طبیعی ورودفلزاتسنگین،فرسایشموادمادری خاکبودهوبنابراینبازمین‌شناسیمنطقهمرتبطاست.معدن‌کاری، صنایع مختلف از جمله صنعت سیمان، حملو نقلجاده­ای،سوزاندن پسماندوبه‌ویژهاستفادهازکودهاوموادشیمیاییدر کشاورزیازمنابعانسانیبسیارمهمورودفلزاتسنگینبهخاکوآبدراکوسیستم‌هایسطحیهستند (Yalcin et al., 2007). در این میان، صنایع سیمان به صورت یکی از آلاینده­ترین صنایع موجود در این آلودگی جایگاه به‌سزایی دارد. نتایج تحقیقات اخیر نشان‌دهندۀ اثرات زیست محیطی نامطلوب کارخانه‌های سیمان بر محیط اطراف است (Moslempour and Shahdadi, 2013). مهمترین اثر بد کارخانه‌های سیمان بر محیط اطراف، انتشار گرد و غبار (به همراه فلزات سنگین) و گازهای آلاینده است(2010Bilen,). در فرایند تولید سیمان شامل حرارت‌دهی، کلینگرسازی، خنک‌کردن کلینگر و انبارکردن سیمان، غبار زیادی تولید می‌شود (RiahiSamani and Isazadeh, 2005) که از طریق باد، باران و غیره گسترش می‌یابد و روی گیاهان، حیوانات و خاک انباشته‌ می‌شود و می‌تواند اثرات بسیار منفی بر سلامت انسان داشته باشد (چهرگانی، 1382،Al-Khashman, 2004). خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله pH، درصد ماسه ورس، مقدار کربنات کلسیم موجوددر خاک، مقدار مواد آلی، قابلیت تبادل کاتیونی (CEC)، نوع کانی رسی، درصدهای وزنی اکسیدهای سیلیسیوم، آلومینیوم و آهن تأثیر مشخصی در میزان جذب عناصر سنگین دارد (رفیعی و همکاران، 1390، Kabata-Pendias andPendias,2001). هر چنداینعناصربهطورطبیعی،غلظتکمیدر خاکموجود دارند،اماپراکنشجغرافیاییآنهاچهبه صورتطبیعیوچهازطریقفعالیت‌هایانسانی، مشکلاتومسایلیرادر بر خواهدداشت (میرزایی و همکاران، 1392). این فلزات می­توانند با روش‌های مختلفی وارد زنجیرۀ غذایی شوند و بیماری‌های جدّی و گاهی کشنده را سبب شوند (Sayadi and Rezaei, 2014)، به همین علت  پایش  آلودگیفلزات سنگینازاهمیتخاصیبرخورداراست (Ahiamadjie, et al., 2011). در واقع، تعیین فلزات در خاک­، گرد و غبار، گیاهان و رسوبات در پایش زیست ­محیطی آلودگی بسیار اهمیت دارد (Kawai, et al., 2014). آنالیز عناصر سنگین در خاک، روش مطلوبی است که نه تنها آلودگی خاک بلکه کیفیت پیرامونی را که در خاک منعکس شده است، نشان می­دهد (رفیعی و همکاران، 1390)؛ البته تحلیل زمانی و جغرافیایی در این خصوص به نتایج مطلوب­تری می­انجامد. اگونبیلج و همکاران (2013) با بررسی مقادیر 11 فلز سنگین در غبارات کارخانۀ سیمان دو منطقۀ جغرافیایی (نیجریه و آمریکا) به تأثیر فاکتورهای مختلف (خواص فیزیکوشیمیایی خاک، اقلیم، پوشش گیاهی و سنگ بستر) این دو منطقه بر غلظت فلزات تأکید داشتند. ارزیابی زیست محیطیفلزاتسنگین بااستفادهازشاخص­هایمختلفیازجملهشاخصزمین انباشتگی، فاکتورغنی‌شدگی، درجۀآلودگی، فاکتورآلودگی و شاخص بارآلودگی انجاممی­شود (عظیم‌زاده و خادمی، 1392). در این ارتباط به تحقیقات متعددی می‌توان اشاره کرد؛ از جمله دلیجانیوهمکاران (1388)، شهبازی و همکاران (1391) و آدو و همکاران (2012) وضعیت آلودگی خاک مناطق مختلف را به فلزات سنگین با استفاده از شاخص‌های فاکتور غنی‌شدگی، شاخص زمین انباشتگی و شاخص بار آلودگی ارزیابی کردند و نتیجه گرفتند که میزان غلظت این عناصر بر اساس فاصله و جهت از منبع آلودگی از یک الگوی پیچیده پیروی می­کند. مسلم­پور و شهدادی (2013) و وانگ (2013) با بررسی غلظت فلزات سنگین اطراف کارخانۀ سیمان ثابت کردند که با افزایش فاصله از کارخانه، افزایش جزئی در غلظت این فلزات مشاهده شد. بر این اساس هدف از انجام این تحقیق نیز بررسی غلظت عناصر سنگین کادمیوم، نیکل، سرب و آلومینیوم خاک در  فواصل و جهات جغرافیایی مختلف از کارخانۀ سیمان بهبهان و تعیین درجۀ آلودگی آن از طریق بررسی شاخص‌های زمین‌شناسی است.

 

مواد و روش‌ها

منطقۀ مطالعاتی

شهرستان بهبهان با وسعتی معادل 3195 کیلومتر مربع در جنوب شرقی استان خوزستان واقع شده است. کارخانۀ سیمان بهبهان در شمال شرقی شهر بهبهان و در مختصات جغرافیایی 30 درجه و 39 دقیقۀ عرض شمالی و 50 درجه و 18 دقیقۀ طول شرقی قرار دارد. این کارخانه از سال 1357 فعالیت خود را شروع کرده و ظرفیت اسمی آن 2300 تن در روز است. مواد اولیۀ آن سنگ آهن، سنگ سیلیس، سنگ آهک و خاک رس و محصول تولیدی این شرکت، سیمان تیپ 2 و تیپ 5 است(شکل 1). این کارخانه جایگاه مهمی در وضعیت اقتصادی و اشتغال‌زایی منطقه دارد. بر اساس آمار ایستگاه هواشناسی بهبهان، میانگین بارش این منطقه 350 میلی‌متر، میانگین دمای سالیانۀ آن 5/24 درجۀ سانتی‌گراد، اقلیم آن بر اساس روش دومارتن، نیمه‌خشک و جهات باد غالب، منطقۀ غربی و شمال غربی است.

 

شکل (1): موقعیت منطقۀ مطالعاتی

روش نمونه‌برداری

این تحقیق برای بررسی غلظت فلزات سنگین کادمیوم، نیکل، سرب و آلومینیوم در خاک منطقه تا شعاع 5 کیلومتری در بهار 1393 انجام شد. دلیل برداشت نمونه­ها در این فصل، میزان ناچیز بارندگی و تأثیرنداشتن آن بر توزیع فلزات سنگین خاک است. بدین منظور ابتدا با استفاده از تصایر ماهواره‌ای، نقشه‌های توپوگرافی و بازدید از بخش­های مختلف منطقۀ مطالعه، نقاط نمونه‌برداری، مشخص و مختصات با دستگاه GPS ثبت شد. برای بررسی‌های زیست محیطی مطلوب منطقۀ مطالعه، ایستگاه‌های نمونه‌برداری به طریقی انتخاب شدند که کلّ پیرامون کارخانۀ سیمان را پوشش دهند. برای این کار، نمونه‌‌برداری به صورت سیستماتیک تصادفی با مرکز قرارگرفتن کارخانۀ سیمان انجام گرفت. در این راستا، دایره‌هایی با مرکز متحد شعاعی (ایستگاه‌ها) در فاصله‌های 500، 1000، 2000، 3000، 4000 و 5000 متری به تعداد 6 ایستگاه در اطراف کارخانه در جهات شرقی، جنوبی و غربی در نظر گرفته و در هر ایستگاه 9 نمونه به صورت ترکیبی برداشت شد. با توجه به پوشش گیاهی اندک منطقه در فصل نمونه­برداری و امکان تأثیر آن بر توزیع عناصر سنگین خاک، سعی شد نمونه­ها از مناطقی که پوشش گیاهی ندارند، جمع­آوری شود تا تأثیر گیاهان بر میزان غلظت عناصر خاک به حداقل برسد. البته برای به‌دست‌آوردن غلظت زمینه، تعداد 7 نمونۀ خاک شاهد به طور تصادفی در جهات غرب و شمال غربی در نقاطی که در تأثیر کارخانۀ سیمان قرار نداشتند، انتخاب شدند (شهبازی، 1390، شهبازی و همکاران، 1391)؛ در واقع این نمونه­ها در خلاف جهت باد غالب جمع­آوری شدند. شایان ذکر است نمونه‌برداری از خاک منطقه فقط یک بار صورت گرفت و در مراحل مختلف آن، اصول کنترل کیفی و تضمین کیفیت نمونه‌برداری رعایت شد. نمونه­های خاک به وسیلۀ بیلچۀ استیل از عمق 10-5 سانتی‌متری خاک برداشت و بعد از حذف سنگ‌های بزرگ و سایر مواد خارجی در کیسه‌های پلاستیکی قرار داده شدند (Addo et al., 2012; Moslempour and Shahdadi, 2013).

 

آماده‌سازی و آنالیز نمونه‌ها

نمونه‌های خاک بعد از انتقال به آزمایشگاه به مدت سه روز متوالی در دمای آزمایشگاه خشک شد، پس از آن خاک کاملاً خرد و از الک 10 مش (mm 2>) عبور داده شد تا هیچ‌گونه ناخالصی نداشته باشد و سپس به وسیلۀ چکش‌های چوبی تا حد 200 مش (μm63>) پودر شد(Addo et al., 2012;Shakeriet al, 2014) . بعد از آن 2 گرم از نمونۀ غربال‌شده به‌دقت وزن شد و با هضم چهار اسیدی شامل 10 میلی­لیتر HF، 5 میلی­لیترHClO4، 5/2 میلی­لیتر HClو 5/2 میلی­لیتر HNO3 هضم گردید. پس از عبور آنها از کاغذ صافی واتمن 42 محتویات ارلن به بالن ژوژۀ 50 میلی‌لیتری منتقل و با آب مقطر به حجم رسانده شد. در نهایت غلظت فلزات سنگین نمونه‌های مربوط با دستگاه ICP ساخت فرانسه مدل (Jobilywan) تعیین گردید (Carter, 1993). تحلیل‌های آماری داده‌ها با نرم‌افزار SPSS انجام شد. مقداری از نمونه‌هابرای تعیین بافت خاک، درصد مواد آلی خاک، EC و pH در نظر گرفته شد. pHخاک با روش استاندارد EPASW-846-METOD9045، EC نمونه‌ها از طریق عصاره‌گیری نسبت 1 به 5 خاک به آب و درصد مواد آلی خاک به روش تیتراسیون و بر اساس اکسیداسیون مواد آلی با K2Cr2O7 مشخص شد (گراوند و همکاران، 1391،Omar et al, 2006 ).

 

نتایج و بحث

بررسی مقادیر پارامترهای شیمیایی خاک

تحرک عناصر در خاک تا حد زیادی به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک بستگی دارد. در این میان  pH و مادۀ آلی خاک می­توانند تحرک فلزات را تغییر دهند (مر و همکاران، 1391)؛ به­ طوری­ که مقدارنسبتاً بالای آنها تحرک فلزات را محدود می‌کنند (Kapusta et al., 2011). بر اساس میانگین مقدارpH 45/8 (73/8-24/8)، منطقۀ مطالعه‌شده قلیایی و میانگین مقدار EC اندازه­گیری‌شده کمتر از ds/m 4 بود که نشان می‌دهد خاک منطقه بر اساس طبقه‌بندی نه‌گانۀ علوم خاک آمریکا (1987) در ردۀ خاک­های معمولی و غیر شور قرار می­گیرد (غازان شاهی، 1385). بر این اساس انتظار می‌رود که تحرک فلزات محدود شود (مر و همکاران، 1391). همچنین با توجه به شکل 2 تغییرات میزان مواد آلی خاک منطقۀ مطالعاتی نسبتاً کم و درصد میزان این مواد در خاک باغ‌های جنوبی و داخل کارخانه (حاشیۀ منطقۀ مطالعاتی) بالاتر است. در ضمن، مطالعه نشان داد که بافت خاک از نوع رسی با درصد تغییرات کم در کل منطقۀ مطالعاتی (شکل 3) و بالاترین درصد تغییر میزان رس در شمال و جنوب حاشیۀ منطقه است. رس در مقادیر بالا به دلیل بار منفی و همچنین نفوذ و حرکت کمتر آب در آن در نگه­داری و تحرک‌نداشتن فلزات سنگین نقش بیشتری دارد. بنابراین میزان بالای رس، جایگاه مشابهی در تحرک فلزات سنگین خاک منطقه نشان می­دهد. به طور کلی نبودن تغییرات چشمگیر در مقادیر این پارامترها تأثیر چندانی در غلظت فلزات سنگین خاک نخواهد داشت. برای اثبات این موضوع در نهایت همبستگی این پارامترها با غلظت فلزات خاک بررسی شد.

 

 

 

 

غلظت فلزات سنگین در نمونه­های خاک

غلظت فلزات سنگین در نمونه‌های خاک اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان اندازه­گیری شد. توصیف آماری آنها شامل میانگین، انحراف معیار، بیشینه و کمینه، میانگین منطقه، میانگین جهانی شیل و WHO(گراوند و همکاران، 1391، Kabata-Pendias andPendias, 2001) در خاک‌های محدودۀ کارخانۀ سیمان به نسبت فواصل مختلف در جدول 1 آورده شده است. بیشترین مقدار میانگین فلز، برای کادمیوم (ppm 29/75) و آلومینیوم (ppm 26/83) و کمترین آن، برای نیکل (ppm 64) و سرب (ppm 69/64) ثبت شد. مقدار بحرانی نیکل در خاک را بسیاری از محققان در دامنۀ ppm 50-2 تخمین زده‌اند (Bergman, 1992; Güne et al., 2004). بر اساس مطالعۀ حاضر، میانگین عنصر نیکل (ppm 64) نشان می­دهد که آلودگی این عنصر در حد بحرانی است. پژوهش مسلم­پور و شهدادی (2013) در ارزیابی آلودگی فلزات خاک اطراف کارخانۀ سیمان خاش نیز این نتیجه را تأیید می­کند. در هر صورت، غلظت فلزات سنگین در نمونه­های خاک منطقه از این روند پیروی می­کند:  Al>Cd>Pb>Ni. مقایسۀ نتایج با محدودۀ استاندارد جهانی شیل نشان می‌دهد که غلظت فلزات سنگین در منطقۀ مطالعه بالاتر از حد استاندارد است. برای ارزیابی تأثیر کارخانۀ سیمان بر اطراف، مسافت­های شعاعی با مرکز قرارگرفتن کارخانه در نظر گرفته شد. همان­طور که مشاهده می­شود مقدار میانگین غلظت عناصر با افزایش فاصله از کارخانۀ سیمان از یک فرایند کاهشی پیروی می­کند. داده­ها نشان می­دهد که بالاترین مقدار اکثر فلزات در نزدیک کارخانه اتفاق افتاده است (جدول 1 و شکل 4)؛ به عنوان مثال، بالاترین مقدار نیکل و کادمیوم در شعاع 500 متری مشاهده می­شود. بنابراین کارخانۀ سیمان می­تواند عامل اصلی در این الگوی پراکنش فلزات باشد. این نتایج، مشابه یافته­های ال-خشمان (2004)، آهیاماجی و همکاران (2011) و ال- اوود و همکاران (2011) است. در هر صورت، کمترین دامنۀ تغییرات را با توجه به عامل مسافت، عنصر سرب دارد که این به دلایل انسانی و طبیعی در منطقه از جمله کاربری زمین، مصرف کود کشاورزی، ترافیک و فرسایش لاستیک‌ ماشین‌های حمل سیمان و وسایل نقلیۀ دیگر، نوع خاک، pH و CEC خاک است (Mandal andVoutchkov, 2011). در این میان pH و مادۀ آلی خاک می­تواند تحرک فلزات را تغییر دهد (مر و همکاران، 1391Addo et al., 2012; Sayadi andRezaei, 2014; )؛ به طوری که میزان نسبتاً بالای آنها تحرک فلزات را محدود می‌کند (Kapusta et al.,2011). در این ارتباط نتایج این تحقیق با مطالعات شوماخر و همکاران (2002) و آدو و همکاران (2012) مطابقت دارد.

 

جدول (1): غلظت فلزات سنگین در ایستگاه­های اطراف کارخانۀ سیمان (ppm)

 

Al

Cd

Pb

Ni

فاصله (متر)

انحراف معیار ± میانگین

انحراف معیار± میانگین

انحراف معیار ± میانگین

انحراف معیار± میانگین

16/98±74/9

5/85±59/4

69±51/5

51/10±67/85

500

74/69±77/24

66/63±98/8

86/65±07/6

56/62±61/8

1000

40/82±04/21

08/69±95/16

64/70±51/9

36/75±20/8

2000

23/97±53/2

22/75±14/3

90/68±89/2

97/73±91/2

3000

82/77±02/1

92/83±30/2

06/70±71/1

04/65±96/0

4000

20/69±58/2

40/56±17/5

04/68±98/4

80/56±04/8

5000

50

48

55

53

مینیمم

110

90

80

100

ماکزیمم

26/83

29/75

69/64

64

میانگین منطقه

100

1

20

50

میانگین جهانی شیلa

-

3/0

20

68

WHO میانگینb

a Kabata-Pendias and Mukherjee, 2007

b Kelepertsis, 2001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (4): پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین در خاک اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان

 

 

برای ارزیابی تأثیر کارخانۀ سیمان بر غلظت فلزات سنگین خاک منطقه علاوه بر مسافت­های شعاعی، جهت­های جغرافیایی مختلف نیز در نظر گرفته شد (جدول 2). تحلیل مکانی تغییرات غلظت فلزات سنگین در جهت­های جغرافیایی نشان از تفاوت چشمگیری در مقادیر نیست. این نتیجه بیانگر نبودن ارتباط بین جهت باد غالب و الگوی پراکنش فلزات سنگین است که دلیل آن سرعت و درصد فراوانی پایین بادهای غالب منطقه است و مسلم­پور و شهدادی (2013) نیز در تحقیقات مشابه به این نتیجه رسیدند.

جدول (2): غلظت فلزات سنگین در جهات مختلف جغرافیایی اطراف کارخانۀ سیمان (ppm)

 

 

Al

Cd

Pb

Ni

جهات جغرافیایی

انحراف معیار ± میانگین

انحراف معیار± میانگین

انحراف معیار ± میانگین

انحراف معیار± میانگین

24/75±51/15

     84/66±01/13

70/69±42/6

23/12±44/67

غرب

20/78±7/18

61/69±65/13

88/68±81/5

78/67±93/8

شرق

97/86±8/12

26/77±90/10

39/65±33/4

44/68±39/10

جنوب

 

 

برای ارزیابی میزان آلودگی منطقۀ مطالعاتی، مقایسه با سایر پژوهش‌ها انجام شد که نتایج در جدول 3 آورده شده است. بر اساس این، مقدار آلومینیوم و کادمیوم در منطقۀ مطالعاتی نسبت به سایر مناطق جغرافیایی به‌ترتیب کمتر و بیشتر است، اما میزان عناصر سنگین سرب و نیکل نسبت به مقادیر استاندارد که برای خاک­های غیر آلوده و معیارهای اروپا در نظر گرفته شده، به‌ترتیب کمتر و بیشتر است.

جدول (3): مقایسۀ میانگین غلظت برخی فلزات سنگین (ppm) در خاک­های اطراف کارخانۀ سیمان مناطق مختلف جغرافیایی

 

منبع

Al

Cd

Pb

Ni

منطقه جغرافیایی

مطالعه حاضر

26/83

29/75

69/64

64

بهبهان

رفیعی و همکاران، 1390

-

-

4/207

5/37

تهران

Moslempour and Shahdadi, 2013

-

22/1

59/18

61/103

Khash

Addo et al., 2012

-

-

13/13

26/245

Volta Region, Ghana

Mandal and Voutchkov, 2011

-

24/5

47/31

-

Rockfort, Jamaica

Al-Khashman and Shawabkeh, 2006

-

5

55

-

Southern Jordan

Al-Oud et al., 2011

563

1/1

27/4

-

Riyadh, Saudi Arabia

Hernandez et al., 2003

-

-

100-50

60-30

مقدار استاندارد

 

 

بررسی روابط همبستگی پارامترهای شیمیایی خاک با فلزات سنگین

پارامترهای آماری پایه برای تفسیر رفتارهای محیطی فلزات سنگین در خاک‌های منطقۀ مطالعه‌شده محاسبه شد. اطلاع از پارامترها و ویژگی‌های آماری داده‌ها شامل میانگین، انحراف معیار و به‌خصوص انحراف از حالت نرمال، نخستین مرحله برای شناسایی طبیعت داده‌ها است (مؤمنی، 1388، بی‌همتا و زارع، 1390، شایسته‌فر و رضایی، 1392). جدول 1 توصیف آماری غلظت فلزات سنگین را در خاک‌های محدودۀ کارخانۀ سیمان نشان می­دهد. برای بررسی توزیع و تست نرمال‌بودن داده­ها در سطح اطمینان 95 درصد، از آزمون کلموگروف - اسمیرنوف استفاده شد. شکل 5 هیستوگرام فلزات سنگین کادمیوم، نیکل، سرب و آلومینیوم را بر اساس فاصله نشان می‌دهد. هیستوگرام‌ها نشان‌دهندۀ نرمال‌بودن داده­هاست و از چولگی خاصی پیروی نمی­کند. پس از اطمینان از نرمال‌بودن توزیع داده­ها به منظور تعیین ضرایب همبستگی (r) پیرسون داده­ها از نرم­افزار آماری SPSS 22، استفاده شد (Acosta et al., 2009). مقادیر ضریب همبستگی در جدول 4 آمده است. بر خلاف انتظار، پارامترهای EC و pH (به جز یک مورد)، هیچ‌گونه همبستگی آشکاری با عناصر مورد بررسی نشان ندادند که تحقیقات گراوند و همکاران (1391) آن­ را تأیید می‌کند. این موضوع می­تواند از تغییرات کم این پارامترها در ناحیۀ مطالعه‌شده ناشی باشد (Qishlaqi et al., 2009). بر اساس داده­های جدول 4، کادمیوم با آلومینیوم، رابطۀ معنی­دار مثبت (01/0>p، 636/0=r) و نیکل با آلومینیوم (01/0>p، 617/0=r)، کادمیوم (01/0>p، 385/0=r) و با سرب (01/0>p، 420/0=r) نیز رابطۀ معنی­دار مثبت نشان می­دهد. دراینمطالعه،سربباهیچ‌یکازعناصروپارامترهایخاکرابطۀ معنی‌دارینشاننداد.

 

 

شکل (5): هیستوگرام عناصر سنگین در منطقۀ مطالعاتی

جدول (4): ماتریس مقادیر همبستگی (r) پارامترهای شیمیایی و فلزات سنگین نمونه­های خاک

 

Al

 

Al

1

Cd

 

Cd

636/0**

1

Pb

 

Pb

266/0

091/0

1

Ni

 

Ni

617/0**

385/0**

420/0**

1

pH

 

pH

568/0-

474/0-

142/0-

643/0-*

1

EC

 

EC

361/0

059/0

608/0

553/0

571/0-

1

ماده آلی

ماده آلی

433/0

256/0

410/0

573/0

631/0-

348/0-

1

**همبستگی معنی­دار در سطح 01/0

*همبستگی معنی­دار در سطح 05/0

 

 

ارزیابی زیست محیطی آلودگی فلزات سنگین درخاک‌های منطقه

برایتعیینمیزانآلودگیخاکبهفلزاتسنگینبایدمیزانغلظتعناصردرمنطقۀمطالعهبااستانداردملییاجهانیشناخته‌شده،مقایسهشود. درکشورمابه دلیلوجودنداشتناستانداردخاصیبرایدرجۀآلودگیخاکازاستانداردهایموجوددرکشورهای دیگرویااستانداردهایجهانیاستفاده می‌شود. مقایسۀ نتایج حاصل با استانداردهای موجود نشان‌دهندۀ تفاوت چشمگیر میزان غلظت عناصر سنگین منطقۀ مطالعه‌شده با میانگین جهانی شیل است. البته مقدار آلومینیوم موجود از این استاندارد کمتر است. از آنجا که مقدار آلومینیوم به طور طبیعی در پوستۀ زمین فراوان است، بنابراین بالاتربودن میزان این عنصر در میانگین شیل نسبت به سایر عناصر، عادی است. مقدار نیکل با سازمان بهداشت جهانی (Abdolhossein et al., 2012) اختلاف زیادی ندارد، اما میانگین غلظت سرب و کادمیوم اختلاف معنی­داری با استاندارد جهانی بهداشت دارند (جدول 1 و شکل 6).

 

شکل (6): مقایسۀ میانگین غلظت فلزات سنگین منطقه با میانگین جهانی شیل

خاک به عنوان جاذب اصلی فلزات موجود در هواویزها است و تعیین غلظت فلزات در خاک می‌تواند فراوانی آنها را به دلیل دگرگونی­های طبیعی و فعالیت­های انسانی مشخص کند (Frink, 1996). برایتعیینمیزانآلایندگیخاکبهفلزاتسنگیندر یکمنطقه،بایدغلظتعناصردرآنمنطقهبایک استانداردشناخته‌شدهمقایسهشود که در مطالب قبل به آن اشاره شد. البته بهتریننوعمقایسه، مقایسهبااستانداردهایموجودبرایهمانمنطقهاست؛ زیراشرایطزمین‌شناسیواقلیمیگوناگوندرنقاطمختلف دنیا،غلظت‌هایمتفاوتیراایجادمی‌کنند (شفیعی و همکاران، 1392). یکی از آنها استاندارد جهانی شیل است (شهبازی و همکاران، 1391). در مطالعات زیست محیطی به‌ویژه زمانی که توزیع زمین‌شناسی عناصر در محیط، حاصل ترکیبی از عوامل انسان‌زاد و طبیعی است، باید تغییرات با استفاده از شاخص‌های آلودگی ارزیابی شود. بنابراین در این تحقیق به منظور ارزیابی آلودگی و کیفیت زیست محیطی خاک منطقه، پارامترهای مختلف ژئوشیمیایی خاک ازجمله فاکتورغنی‌شدگی، شاخصزمینانباشتگی و ضریب بار آلودگی محاسبه شدند (Luet al., 2009).

 

شاخص‌های ارزیابی آلودگی خاک

فاکتور غنی‌شدگی (EF)[1]

یکی از روش­های متداول برای تعیین منشأ آلاینده­ها (Zhang et al., 2007) و ارزیابی اثرات عوامل انسان‌زاد بر خاک‌ها، محاسبۀ فاکتور غنی­شدگی به‌هنجارشده برای غلظت­های بالاتر از حد زمینۀ فلزات است (شفیعی و همکاران، 1392). این فاکتور به دلیل فرمول جهانی خود، ابزار ساده‌ای برای ارزیابی درجۀ غنی­شدگی و مقایسۀ آلودگی محیط‌های مختلف به شمار می‌رود. پژوهشگران مختلفی عناصر مرجع متفاوتی را مانند آلومینیوم، آهن، اسکاندیوم، کبالت و تیتانیوم برای تعیین مقدار فاکتور غنی‌شدگی، استفاده کرده‌اند که این عناصر، تأثیری در نمونه‌های آزمایش‌شده ندارند (شهبازی و همکاران، 1391، شایسته‌فر و همکاران، 1392، Abrahim et al., 2008). در این پژوهش عنصر آلومینیوم به عنوان عنصر مرجع انتخاب شده است. بر اساس این فاکتور می­توان مقدار عناصر را نسبت به مقدار طبیعی خود سنجید. برای محاسبۀ فاکتور غنی‌شدگی عناصر سنگین در خاک­های منطقۀ مطالعه از رابطۀ ذیل استفاده شد.

(1)       

در این رابطه، EF، ضریب غنی‌شدگی، در صورت کسر: Cm، غلظت فلز در محیط بررسی‌شده (خاک)، Cn غلظت فلز مبنا (Al) در محیط بررسی‌شده و در مخرج کسر: Cm، غلظت همان فلز در یک محیط مبنا (پوستۀ زمین) یا نمونۀ زمینه و Cn، غلظت فلز مبنا (Al) در محیط مبنا است. معمولاً Al به عنوان فلز مبنا شناخته می­شود که تأثیر هم­بیشی و ناسازگار با فلزات بررسی‌شده ندارد (Teng and Huang,2002;Lu et al., 2003). میانگین Al به عنوان فلز مبنا در پوستۀ زمین برابر با ppm 82000 (2/8 درصد) در نظر گرفته می­شود (Bowen, 1979). عنصر نمونۀ زمینه از مقایسۀ خاک­های منطقه با خاک­های محلی که عوامل انسان‌زاد روی آن تاثیرگذار نبوده‌اند با روش‌های آماری در منطقۀ مطالعاتی به دست آمده است. مقادیر EF بین 5/0 تا 5/1 نشان­دهندۀ منشأ مواد پوسته­ای و فرایندهای طبیعی و مقادیر بالاتر از 5/1 نشان­دهندۀ منشأ انسانی است(Zhang and Liu, 2002; Feng etal., 2004; Addo et al., 2012) . اما بر اساس نظر هرناندز و همکاران (2003)، مقادیر فاکتور غنی‌شدگی بین 5/0 تا 2، زمین‌زاد و مقادیر بیش از 2، تأثیر فعالیت­های انسان­زاد است (Hernandez et al.,2003). در هر صورت بر اساس فاکتور غنی‌شدگی پنج ردۀ آلودگی مطابق جدول 5 وجود دارد.

 

جدول (5): طبقه‌بندی فاکتور غنی‌شدگی

شدت غنی‌شدگی

فاکتور غنی‌شدگی

تهی شدگی یا حداقل غنی شدگی

EF<2

غنی شدگی متوسط

EF=5-2

غنی شدگی شدید

EF=20-5

غنی شدگی خیلی شدید

EF=40-20

غنی شدگی بی نهایت شدید

EF>40

منبع: Loska et al., 2003

 

مقادیر غنی­شدگی فلزات مختلف بر اساس رابطۀ ۱ برای هر نمونۀ­ خاک در منطقۀ منظور محاسبه شد (جدول 6).

جدول (6): مقادیر فاکتور غنی‌شدگی برای فلزات سنگین در مسافت­های مختلف از کارخانۀ سیمان

فاصله (متر)

Ni

Pb

Cd

a

b

a

b

a

b

500

15/1

71/1

90/0

51/3

96/0

08/86

1000

24/1

79/1

30/1

72/4

07/1

28/91

2000

23/1

83/1

17/1

29/4

93/0

83/83

3000

99/0

52/1

91/0

54/3

86/0

36/77

4000

09/1

67/1

16/1

50/4

20/1

84/107

5000

07/1

64/1

19/1

63/4

91/0

5/81

میانگین

11/1

67/1

12/1

28/4

1

84/89

a: میانگین زمینه منطقه

:b میانگین جهانی شیل

 

نتایج حاصل از محاسبۀ فاکتور غنی­شدگی برای میانگین فلزات سنگین (بر اساس جدول 6) نشان می‌دهد که بر اساس میانگین شیل جهانی در همۀ ایستگاه­ها، عنصر نیکل با غنی­شدگی حداقل و عنصر سرب با غنی‌شدگی متوسط است. کادمیوم تنها عنصری است که غنی­شدگی بی‌نهایت شدید  (EF>40)در کل مسافت­ها دارد. بنابراین این عناصر، منشأ انسانی دارند و آلوده محسوب می­شوند. نتایج تحقیقات اکبری و همکاران (1391) و اگونبیلج و همکاران (2013) مشابه تحقیق حاضر، گویای بالابودن میزان سرب در خاک اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان است که عامل اصلی آن را این کارخانه و تردد وسایل نقلیه دانسته­اند. ترتیب میانگین فاکتور غنی­شدگی برای این عناصر بر اساس مقدار شیل میانگین به صورت Cd>Pb>Ni است. اما عناصر کادمیوم، نیکل و سرب بر حسب میانگین زمینه در همۀ مسافت­ها، حداقل غنی­شدگی را دارند و دارای منشأ طبیعی هستند و آلوده محسوب نمی­شوند. تحقیقات گراوند و همکاران (1391) و مسلم­پور و شهدادی (2013) نیز این موضوع را تأیید می­کند. تفاوت­های مقادیرEF ممکن است ناشی از تفاوت در میزان ورود هر فلز به خاک و یا تفاوت در نرخ زدایش هر فلز از خاک باشد (Akoto et al., 2008).

 

شاخص زمین انباشتگی (Igeo)[2]

به منظور تعیین شدت آلودگی، می­توان از شاخص زمین انباشتگی که مولر(1969)آن را پیشنهاد داده است، استفاده کرد. این شاخص ازرابطۀ ذیلمحاسبهمی‌شود.

(2)          
در این رابطه، Igeo شاخص تجمع ژئوشیمیایی (زمین انباشتگی)، Cn، غلظت فلز در نمونۀ خاک،Bn ، غلظت فلز در نمونۀ زمینه یا شیل میانگین (Eby,2004) است. در این رابطه نیز عنصر آلومینیوم به عنوان عنصر مرجع انتخاب شده است. ضریب 5/1، فاکتور تصحیح ماتریس زمینۀ ناشی از اثرات لیتولوژیکی است(Muller, 1979) .اودواند و آبیمبولا (2008) هفت کلاسبرایشاخص زمینانباشتگیدرنظرگرفته‌اند (جدول 7).

جدول (7): مقادیر شاخص زمین انباشتگی در آلودگی خاک

درجۀ آلودگی

شاخص زمین انباشتگی

غیرآلوده

0>

غیرآلوده تا کمی آلوده

1-0

کمی آلوده

2-1

کمی آلوده تا خیلی آلوده

3-2

خیلی آلوده

4-3

خیلی آلوده تا شدیداً آلوده

5-4

شدیداً آلوده

5<

 

منبع: Odewande and Abimbola, 2008

با استفاده از رابطۀ 2، سطح آلودگی نمونه­های خاک مطالعه‌شده، محاسبه و نتایج حاصل در جدول 8 ارائه شد.

جدول (8): نتایج آلودگی خاک منطقه بر اساس شاخص زمین انباشتگی در فواصل مختلف از کارخانۀ سیمان

Al

Cd

Pb

Ni

فاصله (متر)

62/0-

81/5

20/1

18/0

500

18/1-

40/5

13/1

32/0-

1000

90/0-

49/5

22/1

0

2000

63/0-

65/5

20/1

02/0-

3000

95/0-

81/5

22/1

21/0-

4000

/1-

23/5

09/1

14/0-

5000

18/1-

23/5

09/1

32/0-

حداقل

62/0-

81/5

22/1

0

حداکثر

9/0-

56/5

18/1

08/0-

میانگین

مقایسۀ جداول 7 و 8 نشان می­دهد که منطقۀ مطالعه برای آلومینیوم و نیکل (به استثنای فاصلۀ 500 متر) در کل مسافت­ها غیر آلوده است. سرب نیز در تمام فواصل، آلودگی کمی را نشان می­دهد. کادمیوم بار دیگر بر اساس طبقه‌بندی این شاخص در کل مسافت­ها از کارخانۀ سیمان، تنها فلز شدیداً آلوده محسوب می­شود. مطالعات رفیعی و همکاران (1390)، شایسته­فر و رضایی (1392) وآدو و همکاران (2012) این نتایج را تأیید می­کند.

 

ارزیابی ضریب بار آلودگی (PLI)[3]

برای بیان وضعیت آلودگی هر ایستگاه نمونه­برداری به فلزات سنگین، از روش شاخص بار آلودگی به صورت ذیل استفاده می­شود (Satyanarayana et al.,1994).

(3)  

در این رابطه، nتعداد فلزات مطالعه‌شده (چهار فلز در این مطالعه) و CF فاکتور آلودگی برای میانگین غلظت فلزات بررسی‌شده به صورت رابطۀ 4 است.

 (4)   

در این رابطه،Cmetalمیانگین غلظت فلز در خاک آلوده وCbackgroundمیانگین غلظت همان فلز در خاک مرجع (مقادیر زمینه و میانگین شیل) است. اگرPLI  یک یا نزدیک به یک باشد، نشان می‌دهد که غلظت فلزات سنگین نزدیک به غلظت زمینه و اگر بیش از یک باشد مشخص می‌کند که خاک، آلوده است (شایسته‌فر و همکاران، 1392). فاکتور آلودگی و ضریب بار آلودگی برای میانگین غلظت فلزات نمونه‌های خاک منطقه در هر ایستگاه نسبت به مقدار زمینه و میانگین جهانی شیل محاسبه شد که نتایج آن در جدول 9 و شکل 7 آمده است.

 

فاصله (متر)

Ni

Pb

Cd

PLI

a

b

a

b

a

b

a

b

500

34/1

71/1

07/1

45/3

12/1

5/84

54/0

16/166

1000

98/0

25/1

02/1

29/3

85/0

60/63

28/0

26/87

2000

18/1

50/1

09/1

53/3

92/0

08/69

39/0

99/121

3000

16/1

48/1

07/1

45/3

1

20/75

41/0

02/128

4000

02/1

30/1

08/1

50/3

11/1

92/83

41/0

27/127

5000

89/0

14/1

99/0

20/3

75/0

40/56

22/0

58/68

میانگین

04/1

33/1

04/1

37/3

94/0

03/71

35/0

07/108

جدول (9): مقادیر فاکتور آلودگی و ضریب بار آلودگی فلزات سنگین در مسافت­های مختلف از کارخانۀ سیمان

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a: میانگین منطقه

b: میانگین جهانی شیل

شکل (7): پهنه‌بندی ضریب بار آلودگی (PLI) در خاک اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان

 

 

نتایج شاخص ضریب آلودگی نشان می­دهد که منطقۀ مطالعه‌شده بر اساس میانگین شیل جهانی، از نظر مقادیر سرب و کادمیوم، آلودگی بالا اما از نظر میزان نیکل درجۀ آلودگی متوسطی دارد. اما بر اساس میانگین منطقه، عناصر مذکور در طبقۀ آلودگی کم و متوسط قرار دارند. میزان ضریب بار آلودگی بر اساس میانگین منطقه نشانۀ آلودگی‌نداشتن منطقه و بر اساس شیل جهانی به‌شدت آلوده است.

 

نتیجه‌گیری

مطالعۀ حاضر نشان داد که غلظت فلزات سنگین خاک­های زیر سطحی می­تواند به صورت ابزار ژئوشیمیایی قدرتمندی برای پایش اثرات فعالیت­های انسانی به کار گرفته شود. در این پژوهش، میزان غلظت فلزات سنگین کادمیوم، نیکل، سرب و آلومینیوم در خاک­های اطراف محدودۀ کارخانۀ سیمان بهبهان با مطالعات آماری و شاخص­های آلودگی خاک ارزیابی شد. پراکنش غلظت فلزات خاک در منطقۀ مطالعه‌شده مشخص کرد که کارخانۀ سیمان همراه با فعالیت­های کشاورزی و انتشارات ترافیکی، دلیل اصلی آلودگی فلزات است، چنان ­که بالاترین غلظت‌های فلزات نزدیک به کارخانۀ سیمان یافت شدند. برای درک پیچیدگی پراکنش آلاینده­ها، سه مدل ریاضی، فاکتور غنی­شدگی، شاخص زمین­ انباشتگی و شاخص بار آلودگی به کار گرفته شدند تا پویایی پراکنش را بر حسب غنی­شدگی، آلودگی و وضعیت کلی آلودگی ایستگاه­های نمونه­برداری تشریح کنند. فاکتور EF محاسبه‌شده برای فلزات سنگین نشان داد که دامنۀ غنی‌شدگی از تهی‌شدگی تا بی‌نهایت شدید متغیر است؛ به طوری که عنصر نیکل حداقل و کادمیوم حداکثر غنی‌شدگی را بر اساس میانگین شیل جهانی به خود اختصاص دادند. بنابراین این عناصر، منشأ انسانی داشتند. البته بر اساس میانگین زمینه، حداقل غنی‌شدگی در همۀ مسافت­ها دیده می‌شود و منشأ فلزات طبیعی است. نتایج حاصل از محاسبۀ شاخص زمین انباشتگی نشان داد که اکثر نقاط نمونه­برداری برای همه فلزات سنگین به استثنای سرب و کادمیوم غیر آلوده هستند. میانگین این شاخص در خاک مطالعه‌شده مشخص می­کند که منطقه از نظر سرب، کمی آلوده اما از لحاظ کادمیوم شدیداً آلوده است. کادمیوم اساساً از طریق ذوب و تصفیۀ سنگ معدن، سوخت­های فسیلی و سایر فرایندهای کارخانۀ سیمان با گرد و غبار وارد اتمسفر می­شود. خوشبختانه، نتایج نشان می‌دهد که منطقۀ مطالعاتی در خطر جدّی نیست و به نظر می‌رسد کارخانۀ سیمان همراه با فعالیت­های کشاورزی و انتشارات ناشی از ترافیک وسایل نقلیه دلیل اصلی آلودگی برخی فلزات سنگین است؛ به ­طوری­ که بالاترین غلظت فلزات نیز در نزدیک کارخانه یافت شده است. برایتعیینمیزانآلایندگیخاکبهفلزاتسنگیندر یکمنطقه،بایدغلظتعناصردرآنمنطقهبایک استانداردشناخته‌شدهمقایسهشود. البته بهتریننوعمقایسه، مقایسهبااستانداردهایموجودبرایهمانمنطقهاست؛ زیراشرایطزمین‌شناسیواقلیمیگوناگوندرنقاطمختلف دنیا،غلظت‌هایمتفاوتیراایجادمی‌کنند. بر این اساس، میزان بار آلودگی منطقه نشانۀ آلودگی‌نداشتن منطقه بود. در هر صورت، نتایج حاضر باید مقادیر مرجع در مطالعات و ارزیابی­های آینده کارخانه باشند. توصیه می­شود که کارخانجات سیمان به دور از نقاط مسکونی تأسیس شوند. قوانین زیست محیطی باید این کارخانجات را به استفاده از اقدامات احتیاطی و تکنولوژی­های جدید برای حفاظت محیط زیست از آلاینده­های خطرناک وادار کنند. 

 

تشکر و قدردانی

این مقاله در قالب طرح پژوهشی با حمایت مالی معاونت آموزشی پژوهشی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیای بهبهان اجرا شده است.



[1]. Enrichment Factor

[2]. Geoaccumulation index 

[3]. Pollution Load index

اکبری، عاطفه، عظیم‌زاده، حمیدرضا، برهان دیانی، سهراب، (1391)، بررسی شاخص‌های آلودگی و زمین انباشت فلز سنگین سرب در خاک اطراف کارخانۀ سیمان بهبهان، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه‌ریزی محیط زیست.

بی‌همتا، محمدرضا، زارع چاهوکی، محمدعلی، (1390)، اصول آمار در علوم منابع طبیعی، جلد اول، تهران، انتشارات دانشگاه تهران.

  1. توانکار، فرزام، شفقت، علی، (1387)، بررسی غلظت کروم در خاک و گیاهان اطراف کارخانۀ سیمان اردبیل، دومین همایش منطقه­ای منابع طبیعی و محیط‌زیست.
چهرگانی، حسین، (1382)، مهندسی محیط زیست در صنعت سیمان، قم، انتشارات نشر حاذق.

دلیجانی، فرهاد، کاظمی، غزل، پروین نیا، محمد و خاکشور، مهدی، (1388)، غنی‌شدگی و توزیع فلزات سنگین در خاک‌های منطقۀ ویژۀ اقتصادی پارس جنوبی (عسلویه)،هشتمینکنگرهبینالمللیمهندسیعمران، 23-21 اردیبهشت،دانشگاهشیراز،شیراز،ایران،8-1.

رفیعی، بهروز، آلیانی، فرهاد و فرشباف، معصومه، (1390)، بررسی آلودگی فلزات سنگین در خاک­های اطراف کارخانۀ سیمان و ذوب فلزات جنوب شرق تهران و ارتباط آن با ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک، مجله یافته­های نوین زمین‌شناسی کاربردی، 9، 37-30.

شایسته‌فر، محمدرضا، رضایی، علی، (1392)، بررسی رفتارهای زیست محیطی و مطالعۀ توزیع عناصر سنگین در خاک‌های محدودۀ معدن مس سرچشمه کرمان، مجله مهندسی معدن، 8 (18)، 21-13.

شفیعی، نجمه، شیرانی، حسین و اسفندیارپور بروجنی، عیسی، (1392)، غنی­شدگی آرسنیک و سلنیم در خاک‌های اطراف معدن مس سرچشمه، مجله مدیریت خاک، 2، 11-1.

شهبازی، علی، (1390)، ارزیابی اثر فعالیت­های کشاورزی بر تجمع فلزات سنگین در برخی از خاک‌های کشاورزی استان همدان، پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشگاه صنعتی اصفهان، گروه محیط زیست.

شهبازی، علی، سفیانیان، علیرضا، میرغفاری نورالله و عین قلایی، محمدرضا، (1391)، بررسیآلودگیفلزاتسنگینخاکبااستفادهازشاخص‌هایفاکتورآلودگی، زمین­ انباشتگیوشاخصجامعفاکتورآلودگی (مطالعهموردی: شهرستاننهاوند)، محیطزیستوتوسعه، 3(5)، 38-31.

عظیم­زاده، بهروز و خادمی، حسین، (1392)، تخمین غلظت زمینه برای ارزیابی آلودگی برخی فلزات سنگین در خاک­های سطحی بخشی از استان مازندران، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 27 (3)، 559-548.

غازانشاهی،جواد،(1385)،آنالیزخاکوگیاه،انتشاراتآییژ،تهران، 272 صفحه.

گراوند، مجتبی، قاسمی، حبیب‌الله و حافظی مقدس، ناصر، (1391)، ارزیابی ژئوشیمیایی و زیست محیطی فلزات سنگین در خاک های حاصل از شیست‌های گرگان، مجله علوم زمین، 86، 46-35.

مر، فرید، کارگر، ساره و راست‌منش، فاطمه، (1391)، غلظت فلزات سنگین در خاک‌های آلوده‌شده در اثر فعالیت کارخانۀ ذوب روی در جزیرۀ قشم، مجله زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 6، 10-1.

مؤمنی، منصور، (1388)، تجزیه و تحلیل آماری با SPSS، تهران، انتشارات کتاب نو.

میرزایی،روح­الله، اسماعیلیساری،عباس،قربانی، هادی،حافظیمقدس،ناصر،همامی، محمودرضا ورضایی، حمیدرضا، (1392)،پیش‌بینیتوزیعمکانیکادمیوم،آرسنیک،کرومومسدر خاکسطحیاستانگلستان،مجله پژوهشهایمحیطزیست،4 (7)،35 -4.  

Abrahim, G. M. S., R. J. Parker. (2008). Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand, Estuar. Coast. Shelf Sci., 136 227–238

Acosta, J. A., A. Fazand, and S. M. Mrtinez. (2009). Identification of heavy metal sources by multivariable analysis in a typical Mediterranean city (SESpain), Environ Monit Assess, DOI 10.1007/s10661-1194-0.

Addo M. A., E. O. Darko, C. Gordon, B. J. B. Nyarko, J. K. Gbadago,  E. Nyarko, H. A. Affum, and B. O. Botwe. (2012). Evaluation of Heavy Metals Contamination of Soil and Vegetation in the Vicinity of a Cement Factory in the Volta Region, Ghana, International Journal of Science and Technology, 2 (1): 40-50.

Ahiamadjie, H., A. Tandoh, J.B. Gyampo, O. Nyarku, M. Mumuni, I. I. Agyemang, O. Ackah, M. Otoo, and S.B. Dampare. (2011). Determination of the elemental contents in soils around Diamond Cement Factory, Aflao. Res. J. Environ. and Earth Sci., 3(1): 46-50.

Akoto, O., J. H. Ephraim, and G.  Darko. (2008). Heavy metal in surface soils in the vicinity of abundant railway servicing workshop in Kumasi, Ghana. Int. J. Environmental research, 2 (4): 359-364

Al-Khashman, O. A. (2004). Heavy metal distribution in dust, street dust and soil from the work place in Karak Industrial Estate, Jordan. Atmospheric Environmental, 38.

Al-Khashman, O. A., R. A. Shawabkeh. (2006(. Metal distribution in soilsaround the cement factory in Southern Jordan. Environmental Pollution, 140, 387-394.

Al-Oud, S. S., M. E. A. Nadeem, and B. H. Al-Shbel. (2011). Distribution of Heavy Metals in Soils and Plants around a Cement Factory in Riyadh City, Central of Saudi Arabia. America-Eurasian J. Agric. And Environ. Sci, 11 (2): 183-191.

Bergman, W. (1992). Nutritional Disorders of Plants, Development, Visual and Analytical Diagnosis; Gustav Fisher Verlag Jena, Stuttgart, New York.

Bhuiyana, M. A. H., L. Parvez, M.A. Islam, S. B. Dampare, and S. Suzukia. (2010). Heavy metal pollution of coal mine-affected agricultural soils in the northern part of Bangladesh, Journal of Hazardous Materials, 173: 384–392

Bilen, S. (2010). Effect of cement dust pollution on microbial properties and enzyme activities in cultivated and no-till soils. African Journal of Microbiology Research, 4 (22): 2418-2425.

Bowen, H. J. M. (1979). Environmental Chemistry of the Elements, Academic Press, New York, 1979. (In: Bradli, H. B., (2005), Heavy Metals in the Environment, Elsevier Ltd, Vol, 6.

Carter, M. R. (ED). (1993). Soil sampling and method of analysis, Canadian Society of Soil Science, Lewis Publishers.

Eby, G. N. (2004). Principle of environmental Geochemistry.Thompson Brooks/Cole publication, 514pp.

Feng, H., X. Han, W. Zhang, and L. Yu. (2004). A preliminary study of heavy metal contamination in Yangtze River intertidal zone due to urbanization. Marine Pollution Bulletin, 49(1): 910-915.

Frink, C. R. (1996). A perspective of metals in soil, Soil contamination: J Soil Contam, 32: 329-359.

Güne, A., M. Alpaslan, and A. Inal. (2004). Plant growth and fertilizer; Ankara University, Agriculture Pub, Ankara, Turkey, No: 1539

Hernandez, L., A. Probst, J.L. Probst, and E. Ulrich. (2003). Heavy metal distribution in some French forestsoil:    evidence for atmospheric contamination, TheScince of the Total Environ, 312: 195-219.

Kabata-Pendias, A., A. B. Mukherjee. (2007).Trace Elements from Soil to Human, Springer Berlin Heidelberg New York.

Kabata-Pendias, A., H. Pendias. (2001). Trace elements in soils and plants. Third edition. CRC Press LLC. 408p.

Kapusta, P., G. M. Szarek-Lukaszewska, and A. Stefanowicz. (2011). Direct and indirect effects of metal contaminationon soil biota in a Zn-Pb post-mining and smelting area (S Poland). Environmental pollution, 159: 1516-1522.

Kawai, K., A. Hayashi, H. Kikuchi, and S. Yokoyama. (2014). Desorption properties of heavy metals from cement hydrates in various chloride solutions, Construction and Building Materials, 67: 55-60.

Kelepertsis, A. (2001). The Environmental Geochemistry of Soils and Waters of Susaki Area, Korinthos, Greece, Environmental Geochemistry and Health, 23 (2): 117-135.

Loska, K., D. Wiechula, B.E. BarskaCebula, and A. Chojnecka. (2003). Assessment of arsenic enrichment of cultivated soils in Southern Poland. Pol. J. Environ. Stud., 122, 187– 192.

Lu, X., L. Wang, K. Lei, J. Huang, and Y. Zhai. (2009). Contamination assessment of copper, lead, zinc manganese and nickel in street dust of Baoji, NW China: J. Hazard. Mater, 161: 1058-1062.

Lu, Y., Z. Gong, and G. Zhang. (2003). The Chemical Speciation of Heavy Metals of Urban Soil in NanJing: Envir. Chem, 22: 132-138.

Mandal, A., M. Voutchkov. (2011).  Heavy Metals in Soils around the Cement Factory in Rockfort, Kingston, Jamaica. International Journal of Geosciences, 2: 48-54. 

Mico, C., L. Recatala, M. Peris, and J. Sanchez. (2006). Assessing heavy metal sources in agricultural soils of a European Mediterranean area by multivariate analysis. Chemosphere, 65: 863–872.

Moslempour, M. E., S. Shahdadi. (2013). Assessment of Heavy Metal Contamination in Soils around of Khash Cement Plant, SE Iran, Earth Sciences, 5: 111-118.

Muller, G. (1969). Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River. Geojournal, 2:108-118.

Muller, G. (1979) .Schwermetalle in densedimenten des Rheins Veranderungen seit 1971.Umschau 79(24): 778- 783.

Odewande, A. A., A.F. Abimbola. (2008). Contamination indices and heavy metal concentrations in urban soil of Ibadan metropolis, southwestern Nigeria, Environ. Geochem. Health 30, 243-254.

Ogunbileje, J. O., V. M.  Sadagoparamanujam, J.I. Anetor, E.O. Farombi, O.M. Akinosun, and A.O. Okorodudu. (2013). Lead, mercury, cadmium, chromium, nickel, copper, zinc, calcium, iron, manganese and chromium (VI) levels in Nigeria and United States of America cement dust, Chemosphere, 90 (11): 2743-2749.

Parizanganeh, A. H., V. Bijnavand, A. A. Zamani, and A. Hajabolfath. (2012).  Concentration, Distribution and Comparison of Total and Bioavailable Heavy Metals in Top Soils of Bonab District in Zanjan Province, Open Journal of Soil Science, 2, 123-132.

Qishlaqi, A., F. Moore, and G. Forghani. (2009). Characterization of metal pollution in soils under two landuse patterns in the Angouran region, NW Iran; a study based on multivariate data analysis, Journal of Hazardous Materials, 172, pp: 374–384.

Riahi Samani, M., H. Isazadeh. (2005). A review of methods and techniques to improve the performance of electrostatic deposition of the cement industry. IranianChemical Engineering, 4: 50-5.

Satyanarayana, D., Panigrahy, P. K., and Sahu, S. D. (1994).Metal pollution in Harborand coastal sediments of visakhpatnam, est of India, Indian journal of marine science, 23: 52-54.

Sayadi, M. H., M. R. Rezaei. (2014). Impact of land use on the distribution of toxic metals in surface soils in Birjand city, Iran, Proceedings of the International Academy of Ecology and Environmental Sciences, 4(1): 18-29.

Schuhmacher, M., A. Bocio, M. C. Agramunt, J. L. Domingo, and H. A. M. de Kok. (2002). PDCC/F and metal concentration in soil and herbage samples collected in the vicinity of a cement plant, Chemosphere, 48, 209-217.

Shakeri, A., A. Afrasiabian, M. Rezaei, and M. Karimi. (2014). Assessment of trac elements contamination in surface sediments of the Bakhtegan lake, Iran, Iranian Journal of Science & Technology, IJST 38A1: 75-85.

Teng, Y., Huang, and J. Lon. (2002). Studies on soil enzymatic activities in areas contaminated by tailings from Pb, Zn, and Ag mine. China Environ Sci, 22: 551-555.

Wang, X.-S. (2013). Magnetic properties and heavy metal pollution of soils in the vicinity of a cement plant, Xuzhou (China). Journal of Applied Geophysics, 98: 73-78.

Yalcin, M. G., R. Battaloglu, and S. Ilhan. (2007). Heavy metal sources in Sultan Marsh and its neighborhood, Kayseri, Turkey. Environ Geol, 53:399-415

Zhang , X. Y., H. Feng, Y. Jing, T. Ouyang, X. Yu, R. Liang, C. Gao, and C. Weiqi. (2007). Heavy metal contamination in western Xiamen Bay sediments and its vicinity, China Luoping Marine Pollution Bulletin 54 974–982.

Zhang, J., C. L. Liu. (2002(. Riverine composition and estuarine geochemistry of particulate metals in China-Weathering features, anthropogenic impact and chemical fluxes, Estar. Coast. Shelf, 54: 1951-1070.