علیرضا راشکی

پدیده گرد و غبار یکی از مخاطرات طبیعی در مناطق خشک و بیابانی ایران و جهان به-حساب می آید. این پدیده از نظر زیست محیطی و تاثیر بر سلامتی اهمیت داشته و نقش مهمی در تشکیل لس ها و فرآیند های ژئومورفیک در مناطق خشک و نیمه خشک ایفا می کند. منطقه شهداد به علت موقعیت جغرافیایی و نزدیکی با بیابان لوت در معرض پدیده گرد و غبار بیابانی قرار دارد. از این رو شناخت خصوصیات گرد و غبار این منطقه می تواند جهت مقابله با کاهش اثرات زیانبار پدیده گرد و غبار مفید واقع شود. این مقاله برای اولین بار خصوصیات شیمیایی گرد و غبار شهداد را توسط نمونه گرد و غبار جمع آوری شده در پنج ایستگاه واقع در منطقه شهداد در بهار و تابستان 1392 مورد آزمایش قرار داده است. بعلاوه سه نمونه خاک سطحی از عمق 5-0 سانتی متری سطح زمین از نقاط مختلف منطقه نیز جمع آوری و مورد آزمایش قرار گرفت. آنالیز XRF نمونه های گرد و غبار و خاک منطقه، SiO2، LOI، CaO، Al2O3، Fe2O3، Na2O و MgO را به عنوان ترکیب اکسیدهای مهم منطقه معرفی کرد. ایستگاه D واقع در بخش مرکزی شهداد، به علت فاصله داشتن از منطقه غبار خیز شرق شهداد، نسبت به دیگر ایستگاه ها کمتر تحت تاثیر طوفان های گرد و غبار قرار می گیرد؛ از این رو ترکیب عنصری متفاوتی با دیگر ایستگاه ها دارد. Sr و Ba مقدار قابل توجهی از عناصر کمیاب را در بین نمونه ها به خود اختصاص داده اند. همچنین بررسی فاکتور غنی سازی نشان می دهد که گرد و غبار رسوب کرده در تمامی ایستگاه ها به غیر ایستگاه D منشاء طبیعی دارد.

در دهه اخیر، پدیده فرونشست به عنوان یک مخاطره ژئومورفیک، در بخش وسیعی از دشت های ایران در حال وقوع است. این پدیده با بروز ترک ها و شکاف هایی در روی زمین و آسیب زدن به سازه های سطح زمین شناخته می شود. هدف این مقاله بررسی ارتباط آماری بین تغییرپذیری ادافیک با تغییرات مورفولوژی ترک های حاصل از فرونشست زمین در دشت نیشابور می باشد. در ابتدا چهار منطقه در سطح دشت نیشابور شامل روستاهای بازوبند، کاریزک، بشرو و کلاته قنبر که شکاف های مرتبط با فرونشست در آن ها به لحاظ ویژگی های مورفومتری مانند عرض، طول و ژرفا برجسته و متفاوت هستند، شناسایی و انتخاب شد. در طول شکاف این مناطق نمونه برداری خاک به صورت سیستماتیک در دو حالت سطحی (30-0 سانتیمتر) و عمقی (100-30 سانتیمتر) صورت گرفت و اندازه گیری شاخص های مورفولوژی شامل عرض، طول و عمق شکاف انجام شد. به منظور بررسی ویژگی های فیزیکی – شیمیایی خاک، پنج مشخصه بافت، دانه بندی، درصد رطوبت، pH و هدایت الکتریکی نمونه ها تعیین شد. سپس با بهره گیری از آزمون های آماری ناپارامتریک، ارتباط بین ویژگی های فیزیکی- شیمیایی خاک با شاخص های مورفولوژی شکاف ها بررسی و تحلیل شد. ضریب همبستگی بین متغیرها نشان داد که رابطه بین شاخص طول شکاف و درصد رطوبت در سطح اطمینان 95 درصد، با ضریب همبستگی 677/0 معنی دار می باشد. همچنین نتایج نشان داد که همبستگی بین شاخص عمق شکاف با درصد رطوبت، درصد شن و درصد رس در سطح عدم اطمینان 5 درصد معنی دار می باشد. نتایج همبستگی آماری تأیید کرد که رطوبت خاک عاملی جهت گسترش ابعاد شکاف (عمق و طول) است. همچنین افزایش مقادیر هدایت الکتریکی نیز باعث افزایش ابعاد شکاف (عمق) در منطقه مطالعاتی شده است.

منطقه جازموریان واقع در جنوب شرقی ایران- بین دو استان کرمان و سیستان و بلوچستان ایران، هم اکنون به دلیل خشکسالی و سد سازی های متعدد، کاملاً خشک و تبدیل به بیابان شده است. این منطقه یکی از مناطق کلیدی تولید گردوغبار کشور است، اما تاکنون مطالعات محدودی در این منطقه بخصوص در زمینه گردوغبار صورت گرفته است. به منظور بررسی گردوغبار در این منطقه از داده های ماهواره ای شامل شاخص گردوغبا ر AAI بدست آمده از سنجنده های TOMS_N7 (1978-1993) ، EP (1996-2005) TOMS_ و OMI (2005-2014) و شاخص عمق نوری گردوغبا ر AOD حاصل سنجنده های MISR (2000- 2013) و MODIS (2000-2014) استفاده گردید. نمودار تغییرات زمانی شاخص ها در منطقه جازموریان و نقشه های پهنه بندی رخدادهای گردوغبار برای جنوب شرق ایران تهیه شد. چند نقطه در جنوب شرق ایران به عنوان کانون تولید گردوغبار؛ شامل: زابل، منطقه ای در پاکستان نزدیک به مرز ایران، سواحل مکران (خلیج گواتر) و منطقه جازموریان شناسایی گردید. با توجه به تغییرات سالانه شاخص ها می توان چندین سال یا دوره را به عنوان دوره های اوج طوفان گردوغبار در منطقه شناسایی کرد، 1363 (شروع رخداد طوفان های گردوغبار)، 1370، 1382-1383، 1387 و1391. به طور کلی روند صعودی در مقادیر شاخص ها را می توان در نتیجه ساخت سدهای متعدد بر سر راه رودهای تغذیه کننده جازموریان و در نتیجه خشک شدن تدریجی آن دانست و افزایش های ناگهانی در مقادیر می تواند در نتیجه وقوع خشکسالی ها باشد. عمده وقایع گردوغبار در منطقه جازموریان در دو فصل بهار و تابستان اتفاق می افتد و به ترتیب در فصل زمستان و پاییز از شدت آن کاسته می شود. بنابراین فعالیت گردوغبار در چهار ماه می، ژوئن، ژولای و آگوست شدید و در چهار ماه نوامبر، دسامبر، ژانویه و فوریه ضعیف تر از سایر ماه ها می باشد.

ذرات معلق در هوا نقش مهمی در توازن انرژی زمین و جو ایفا می کنند و به عنوان یک عامل مهم در تعیین تغییرات آب وهوایی شناخته می شوند. هرساله طوفان های گرد و غبار اثرات مخربی بر روی سلامت، مزارع، تأسیسات و اکوسیستم ها می گذارند. خراسان ازجمله مناطقی است که به شدت تحت تأثیر این پدیده قرار دارد و بادهای ۱۲۰ روزه سیستان از عوامل تشدید کننده این پدیده بخصوص در مناطق شرقی است. یکی از راه های مطالعه این پدیده روش های سنجش ازدوری است. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات زمانی و مکانی شاخص های گرد و غبار بر پایه داده های ماهواره ای در منطقه شرق خراسان انجام پذیرفته است. در این پژوهش جهت مطالعه ذرات معلق جو، از شاخص های UVAI،AAOD و AOD استفاده شده است. برای این منظور از داده های سنجنده TOMS بر روی ماهواره Nimbus ۷ در سال های ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۳ و بر روی ماهواره Earth probe در سال های ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۵ و از داده های سنجنده OMI بر روی ماهواره Aura از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۴ استفاده شده است. نتایج این پژوهش روند صعودی این شاخص ها را در طی سال های ۲۰۱۴-۱۹۷۸ نشان می دهد. همین طور شاخص UVAI بیشترین میزان ذرات معلق را در سال های ۲۰۰۲، ۲۰۰۸ و ۲۰۱۴ و شاخص های AAOD و AOD بیشترین میزان ذرات معلق را در سال های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۴ نشان می دهند.

در این پژوهش، به بررسی ویژگی های مورفوسکوپی و گرانولومتری رسوبات نبکا در منطقه شهداد کرمان پرداخته شده است. رسوبات نبکا که حاصل ترسیب رسوبات بادی در پای بوته های گیاهی در مسیر حمل رسوبات بادی است، می تواند شاخصی خوب در بازسازی تحولات محیطی باشد. این پژوهش در سطوح تراکمی بیابان لوت در منطقه شهداد صورت گرفت. در ابتدا با توجه به حجم رسوبات و ارتفاع نبکا، نبکا شاخص انتخاب شد. سپس در یک پروفیل طولی در فواصل نیم متری نمونه برداری با کمک دستگاه مغزی گیر صورت گرفت. مجوعا ده نمونه رسوب از عمق 10 سانتی متری برداشت و جهت اندازه گیری ویژگی های گرانولومتری، مورفوسکوپی و خصوصییات فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه منتقل شدند. میانگین جورشدگی ذرات 29/1 می باشد، عمده نمونه ها دارای جورشدگی نسبتاً خوبی هستند. کج شدگی ذرات در محدوده 16/0 تا 82/0 می باشد که نزدیک به طبقه سوم یعنی متقارن است. میانگین کشیدگی نمونه ها 74/1 می باشد که نشان می دهد کشیدگی وضعیت منحنی در طبقه کشیده تا بسیار کشیده می باشد. طبق نتایج بدست آمده pH نمونه ها کمی به سمت قلیایت است. با توجه به EC اندازه گیری شده مشخص شد که نمونه های زیرین دارای شوری بیشتری نسبت به نمونه های سطحی می باشند. تصویربرداری توسط میکروسکوپ پلاریزان انجام شد. وضعیت مورفوسکوپی دانه ها نشان دهنده عوامل تخریب و همچینن بیانگر فاصله منطقه برداشت و رسوب گذاری بود. نتایج نشان داد که اکثر ذرات دارای قطر کمتر از 200 میکرون می باشند که با توجه به رابطه بین مسافت حمل توسط باد و قطر ذرات، منطقه برداشت در فاصله ای حدود 50-20 کیلومتری قرار دارد.

شهرستان سرخس در شمال شرقی ایران، با آب و هوایی خشک و بیابانی در استان خراسان رضوی قرار دارد. این شهرستان اگرچه در حوزه آلاینده های گازی مشکلی ندارد، اما ریزگرد ها بیشتر از گذشته باعث بروز روز های ناسالم می شود .هدف از این تحقیق بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، بر فراز شهرستان سرخس و شناسایی منابع و کانی های تشکیل دهنده گرد و غبار است .نمونه برداری به صورت تکرار مکانی در هنگام فصول تابستان و پاییز سال 1398 صورت پذیرفته است. این پژوهش بر روی ذرات ریز گرد با اندازه کمتر از 10میکرومتر در ارتفاع 2-4 متری از سطح زمین انجام شده است. با استفاده از روش های طیف سنجی القایی، پراش پرتوایکس، فلزات و کانی های حاضر در ذرات گرد و غبار شناسایی و با به کارگیری میکروسکوپ الکترونی و آنالیز لیزری، شکل ذرات و اندازه آن ها تعیین گردیده است. طبق نتایج به دست آمده. فلزات: کلسیم، آلومینیوم، سدیم، آهن، گوگرد، تیتانیوم، بر، منگنز، روی و استرانسیوم بالاترین میزان غلظت را در گرد و غبار روستا های تعیین شده، دارند. بررسی کانی شناسی ذرات گرد و غبار نشان می دهد که بیشترین غلظت کانی رسی تشکیل دهنده ذرات شامل: کائولینیت، کلریت، کوارتز، کلسیت، ژیبس است. کلسیم و آلومینیوم نیز با بالاترین میزان غلظت در بین فلزات محلول نشانگر منشأ خاکزاد بودن گرد و غبار منطقه می باشد. همچنین برای عناصر همانند: استرانسیوم و گوگرد و ژیبس می توان منشأ تبخیری برای آن در نظر گرفت، از سوی دیگر غلظت بالای عناصر سمی و شیمیایی شامل: آرسنیک، سرب و روی را می توان به پالایشگاه خانگیران نسبت داد. بنابراین  گرد و غبار منطقه سرخس دارای سه منشأ خاکزاد، تبخیری و شیمیایی می باشد.

گردوغبار را می توان یک پدیده طبیعی در نظر گرفت که در کشور ایران و به ویژه در استان خوزستان بروز آن در چند دهه اخیر دارای توالی بیشتری بوده است. بدین منظور در این پژوهش، شناسایی منابع تأمین کننده گردوغبارهای غرب خوزستان هدف گذاری گردید. بر این اساس از تصاویر ماهواره ای مودیس سنجده ترا برای استخراج شاخص بهبود یافته دمای روشنایی گردوغبار (BADI) در سه گردوغبار متوالی در زمستان 1396 و بهار 1397 (2018) بهره برده شد. نتایج شاخص بکار رفته روشن ساخت که مناطق مختلفی در داخل و خارج کشور تأمین کننده ذرات گردوغبار در غرب استان خوزستان می باشند. بر این اساس در اولین گردوغبار به تاریخ 20/1/2018 مشاهده شد که چشمه اصلی گردوغبار در نواحی خشک و بیابانی غربی استان در محدوده غرب شهرستان شوش و بستر خشک شده تالاب هورالعظیم در استان خوزستان می باشد. در گردوغبار متوالی بعدی (20/2/2018) فرسایش در بستر تالاب هورالعظیم و مناطق بیابانی در شمال سوسنگرد را می توان منبع اصلی ذرات گردوغبار قلمداد کرد. همچنین می توان مشاهده کرد که نواحی پراکنده در کشور عراق محدوده شهر بصره نیز در این گردوغبار مؤثر می باشند. در گردوغبار سوم در تاریخ 23/4/2018 بر اساس شاخص BADI دارای چندین هسته تراکمی می باشد و از نواحی بیابانی در کشور عربستان شروع و تا کشور کویت و نواحی جنوب غربی ایران و شرق عراق امتداد می یابد. همچنین در این پژوهش در محدوده های فضایی استخراج شده، نقاط برداشت ذرات گردوغبار به صورت دقیق تر با استفاده از تصاویر ماهواره ای Meteosat8 و سنتینل 3 تعیین شد که بارزترین منابع داخلی در منطقه جفیر و تالاب هورالعظیم و نواحی خشک و بیابانی شهرستان شوش در قسمت غربی استان خوزستان می باشند. همچنین در مورد منابع خارجی بیابان های کشور عربستان در مناطق غرب ریاض و شرق مدینه (الذکری، الرقایع و البجادیه) و مناطقی بین کربلا و نف در کشور عراق در شکل گیری توده گردوغبار نقش مؤثری دارند.

در مناطق غربی و جنوبی شهرستان سرخس نبکاهای زیادی گسترش دارند که نشان دهنده فعالیت بادی و حمل رسوبات است که توسط پوشش گیاهی کنترل شده اند. ریخت شناسی و کانی های رسوبات نبکاها جدا از اینکه به خصوصیات گیاهان تشکیل دهنده آن ارتباط دارند می تواند اطلاعات مناسبی از محیط شکل گیری و منشأ رسوبات فراهم کند. نبکاها باعث به وجود آوردن جزایر حاصلخیزی در یک منطقه می گردند. برای سنجش و رصد عملکرد نبکاها و همچنین بررسی روند تغییرات شاخص های مرفولوژی گیاهان به وجود آورنده نبکا و نحوه تغییرات دانه بندی رسوبات بادی نبکا، تعداد 120 عدد نبکا در 3 سایت از شمال تا جنوب نبکازارهای غرب شهرستان سرخس مورد بررسی قرار گرفت. برای هر نبکا پارامتر های مرفولوژی گیاه و مرفومتری نبکا مورد نیاز از قبیل ارتفاع، طول و حجم نبکا و ارتفاع، قطر بزرگ، حجم و محیط گیاه مورد ارزیابی قرار گرفت و بررسی ضریب همبستگی و تبیین بین شاخص-های مرفولوژی گیاه با شاخص های مرفومتری نبکا صورت پذیرفت. همچنین رسوبات نبکاهای بررسی شده مورد آزمایش های تعیین بافت رسوب، کانی شناسی، pH، EC و دانه بندی قرار گرفتند و نتایج آزمایش ها با روند تغییرات پارامترهای بررسی شده از گیاه، نبکا و رسوبات مورد بررسی قرار گرفتند. بر طبق نتایج آزمایش های دانه بندی و کانی شناسی و جهت باد غالب، محل برداشت رسوبات از فاصله حدود 50 کیلومتری در جنوب کشور ترکمنستان است. همچنین مشخص گردید در منطقه با افزایش مسافت حمل رسوب میزان EC کاهش و بر میزان pH رسوبات افزوده می گردد. از میان شاخص های مرفولوژی گیاهی بررسی شده شاخص های حجم گیاه تأثیر بیشتری بر روی حجم نبکا ی به وجود آمده دارند. همچنین تأثیر حجم و ارتفاع گیاه بر شاخص های D10، D50، D90 و میانگین قطر رسوبات بیشتر از تأثیر شاخص مسافت حمل رسوب است؛ اما بر روی شاخص کشیدگی رسوبات بیشترین عامل مؤثر مسافت حمل رسوب می باشد.

پدیده گرد و غبار یکی از مهم ترین مخاطرات طبیعی جهان بخصوص در حاشیه بیابان ها و اقلیم خشک و نیمه خشک است. در فصل تابستان، طوفان های گرد و غبار ناشی از وزش بادهای صدو بیست که از بیابان قره قوم در جنوب ترکمنستان و بعضاً بستر خشک دریاچه آرال سرچشمه می گیرند، بخش شمال شرقی ایران را تحت تأثیر قرار می دهند و شرایط زیست ساکنان این مناطق را به مخاطره می اندازند. به منظور درک تأثیر گردوغبار بر سلامت، خصوصیات شیمیایی گردوغبار ورودی به این مناطق مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور اقدام به نصب نمونه بردار در مرز ایران و ترکمنستان (سرخس) و ایران و افغانستان (تایباد) گردید و نمونه برداری از تیر تا مهرماه 1396 به صورت ماهانه انجام گرفت و خصوصیات کانی شناسی و شیمیایی گرد و غبار با استفاده از روش های ICP و XRD انجام گرفت. نتایج نشان داد که در بین عناصر اصلی کلسیم، آلومینیم و سیلیسیم به ترتیب درصد بیشتری داشته و مقدار قابل توجهی از عناصر کمیاب B، S، Ba و Sr نسبت به دیگر عناصر در منطقه وجود دارند. کانی های کوارتز، کلسیت، دولومیت و مونت موریلونیت درصد بیشتری را نسبت به کانی های دیگر در بین نمونه های مورد مطالعه به خود اختصاص داده اند. وجود عناصر سنگین نظیر آرسنیک، سرب، تنگستن، کادمیوم وآهن در نمونه های گرد و غبار در غلظت های بالا احتمال بروز سینوزیت، برونشیت، آسم و آلرژی و صدمه به عملکرد دفاعی ماکروفاژها که منجر به افزایش عفونت های بیمارستانی می گردد را افزایش می دهد.

یکی از عوامل بحرانی منابع گرد و غبار که کمتر به آن توجه می شود، نقش زمین شناسی و ژئومورفولوژی به عنوان یک منبع تولیدکننده گرد و غبار است. واحد های زمین شناسی از عواملی هستند که در انتشار ذرات گردوغبار و تولید رسوب نقش دارند. ترکیبات سنگ-شناسی با حساسیت بالایی که به دگرسانی، هوازدگی و فعالیت های فرسایشی نشان می دهند، در پراکنش و تولید ذرات گرد و غبار نقش مؤثری دارند. بر مبنای پژوهش های بررسی شده شهرستان سرخس یکی از کانون های بحرانی فرسایش بادی و گردوغبار است  که تحت تأثیر بادهای 120روزه سیستان قرار دارد. واحد های زمین شناسی موجود در این منطقه از لحاظ حساسیت سنگ ها به هر دو نوع فرسایش آبی و بادی در رده های متوسط تا خیلی زیاد قرار دارند. به منظور شناسایی عناصر شیمیایی موجود در واحد های زمین شناسی و نقش آن ها در تولید گرد وغبار به جمع آوری نمونه های رسوبات واحد های زمین شناسی در لایه سطحی و زیرسطحی و همچنین نمونه-برداری از گرد و غبار اتمسفری پرداخته شده است. نمونه ها، جهت تعیین عناصر شیمیایی، مورد آزمایش طیف سنجی القایی انجام گرفت و سپس جهت شناسایی منشأ گردوغبار و ارتباط آن با واحد های زمین شناسی، آنالیز فاکتوری  و خوشه ای با استفاده از  نرم افزارSPSS  انجام شد. نتایج آنالیز فاکتوری و خوشه ای نشان داد که منطقه سرخس با عناصر شیمیایی: سدیم، روی، لانتان، آرسنیک نیوبیوم، کادمیوم، نیکل، سرب، روی، لیتیم، استرانسیوم، گوگرد، سدیم در فاکتور یک با منشأ تبخیری یا شیمیایی و با عناصر: آلومینیوم، آهن، کبالت، توریوم، منگنز، بور، تیتانیوم در فاکتور دو و با منشأ آواری یا زمینی قرار دارد. همچنین عناصر شیمیایی گرد و غبار مناطق روستایی: بزنگان، شورلق، بغبغو، پده و باغک با واحد های زمین شناسی آب دراز، چهل کمان، نهشته های کواترنری، آب تلخ و خانگیران در یک گروه قراردارند و دارای یک منشأ مشترک هستند. بر اساس فاکتور غنی شدگی عناصر شیمیایی بر، آرسنیک، گوگرد، توریم، نیکل و لیتیم  با منشأ انسان زاد (شیمیایی- تبخیری) معرفی شده اند.