فاکتور غنی سازی

همه ترکیبات و یا عناصر شیمیایی ناشی از فعالیت های انسانی که به داخل اتمسفر رها می گردند، و به موجودات زنده می توانند آسیب رسانند، به عنوان آلاینده های هوا شناخته می شوند. انتشار آلاینده های هوا در طول دو دهه اخیر افزایش چشمگیری داشته است که این امر به دلیل رشد سریع اقتصادی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه در نتیجه توسعه شهری، حمل و نقل، صنعتی شدن و تولید انرژی بوده است. هدف از این تحقیق بیان سطح آلودگی هوای شهر مشهد توسط تعدادی از فلزات سنگین (سرب، کروم، کبالت، کادمیم، مس و روی) و همچنین تعیین انتشار منابع آلوده کننده (طبیعی یا انسانی) آنها می باشد. در دو منطقه از شهر مشهد و 20 کیلومتر دورتر از مرکز شهر با استفاده از دستگاه مکش هوا در سال های 1387- 1386، نمونه برداری هوا انجام گرفت. برای جمع آوری نمونه ها از فیلترهای تفلونی و جهت آنالیز غلظت فلزات از روش هضم اسیدی استفاده شد. سپس غلظت فلزات سنگین در نمونه ها بوسیله دستگاه جذب اتمی مجهز به کوره گرافیتی تعیین گردید. میانگین غلظت فلز سرب در هوای شهر مشهد 32±2/98، کروم 3/4 ± 6/49، روی و کادمیم به ترتیب 4/1 ±8/4 و 5/1±3/2 نانو گرم بر متر مکعب بود، که غلظت سرب 13، کروم 5 و روی و کادمیم حدود 2 برابر بیشتر از غلظت آنها در منطقه طرقبه با حجم ترافیکی بسیار پایین بود. تعیین منبع آلودگی عناصر از طریق مدل ریاضی فاکتور غنی سازی برآورد گردید، که داده ها انتشار عناصر سمی به هوا بوسیله منابع انسانی را نشان داد. در منطقه کنترل به استثناء روی و سرب سایر فلزات EF کمتر از 10 را نشان می دهند. در منطقه شهری کبالت و کادمیم همانند نواحی شاهد EF پایین دارند در حالی که سرب، کروم، روی و مسEF بالایی در این منطقه نشان می دهند. در هر صورت، هوای مشهد در مقایسه با شهر های مختلف جهان از آلودگی کمتری به فلزات برخوردار می باشد.

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.

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.