بررسی آلودگی خاک سطحی به فلزات سنگین در منطقه صنعتی غرب تبریز و ارزیابی خطر بهداشتی

Abstract

سابقه و هدف: امروزه، آلودگی‌های زیست محیطی نگرانی بزرگی در سراسر جهان است. توسعه شهرنشینی، صنعتی شدن و فعالیت‌های کشاورزی منجر به افزایش آلودگی محیط زیست، به ویژه آلودگی خاک شده است. فلزات سنگین به عنوان مهم ترین آلاینده‌های خاک می‌توانند مشکلات زیست محیطی و بهداشتی قابل توجهی ایجاد کنند. این فلزات می‌توانند به طور مستقیم و غیرمستقیم از طریق بلع، تنفس و جذب پوستی، خطرات قابل توجهی برای سلامت انسان به همراه داشته باشند. از این رو، هدف از این مطالعه تعیین آلودگی خاک سطحی به فلزات سنگین در منطقه صنعتی غرب شهر تبریز و ارزیابی خطر بهداشتی است. مواد و روش‌ها: در این مطالعه مقطعی و توصیفی _ تحلیلی، پس از بازدید‌های میدانی، تعداد 48 نمونه خاک سطحی در سال 1402 از محدوده منطقه صنعتی غرب شهر تبریز جمع آوری شد. نمونه¬ها از سه منطقه اطراف بزرگراه، کشاورزی و مسکونی از عمق صفر تا 10 سانتی متری سطح خاک برداشته شده و ویژگی‌های مهم خاک شامل pH، هدايت الكتريكى، بافت و ظرفیت تبادل کاتیونی در نمونه‌ها تعیین گردید. پـس از آماده سـازی اولیه و هضم اسـیدی، غلظت کل فلزات سنگین و میزان دسترسی زیستی و انسانی فلزات سنگین به روش استخراج تک مرحله‌ای به ترتیب با EDTA و گلایسین با استفاده از دسـتگاه ICP-OES تعیین گردید. برای ارزیابی میزان خطر بهداشتی از شاخص‌های غیر سرطان زایی و سرطان زایی براساس روش پیشنهادی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا برای کودکان (1-17 سال) و بزرگسالان (بیش از 18 سال) استفاده شد. همچنین، ارزیابی خطر زیست محیطی فلزات سنگین در سه منطقه (اطراف جاده، کشاورزی و مسکونی) با استفاده از شاخص آلودگی (PI) و شاخص تجمعی آلودگی (NIPI) تعیین گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد که غلظت فلزات سنگین روی، نیکل، کروم و مس در خاک سطحی منطقه صنعتی غرب تبریز به ترتیب 47/71، 37/64، 96/30 و30/26 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. این آلودگی عمدتأ ناشی از فعالیت‌های انسانی مانند تخلیه پساب‌های صنعتی، پسماندها، ترافیک و مصرف کودها و سموم شیمیایی است. بیشترین میزان دسترسی زیستی فلزات در گیاه و انسان مربوط به فلز روی بود که مقادیر آن به ترتیب 57/4 و 93/5 میلی‌گرم بر کیلوگرم اندازه‌گیری شد. همچنین، غلظت فلزات روی و مس در خاک اطراف بزرگراه بیشتر از سایر مناطق بود، در حالی‌که نیکل، کروم، سرب و آرسنیک در خاک‌های مناطق مسکونی و کشاورزی مقادیر بالاتری داشتند. از طرفی، فلزات سرب و مس در خاک‌های اطراف بزرگراه به ترتیب 33 درصد و در منطقه کشاورزی 27 درصد و کادمیوم و سرب در خاک منطقه مسکونی با 23 درصد بیشترین دسترسی گیاهی را داشتند. از نظر دسترسی انسانی، آرسنیک و سرب در خاک اطراف بزرگراه 33 درصد و آرسنیک و کادمیوم در خاک‌های مناطق کشاورزی 29 درصد و مسکونی 28 درصد جذب بالاتری داشتند. بررسی شاخص های خطر (HQ و HI) نشان داد که میزان خطر غیرسرطان‌زایی برای همه فلزات کمتر از حد مجاز (کمتر از 1) است. اما میزان خطر تجمعی غیرسرطان‌زایی (Total HI) در کودکان بیشتر از بزرگسالان برآورد شد. علاوه براین، بررسی شاخص خطر سرطان‌زایی (CR) نشان داد که نیکل و آرسنیک، خطرناک‌ترین فلزات شناسایی شده هستند و خطرسرطان‌زایی نیکل از مسیر بلع در کودکان، 60 برابر بیشتر از حد مجاز (CR>10-6) است. شاخص آلودگی (PI) نشان داد که در منطقه بررسی شده، آلودگی شدید فلزات سنگین وجود دارد. در خاک اطراف بزرگراه، بیشترین میزان آلودگی مربوط به فلز روی (86/4) بود. در مناطق مسکونی نیز آلودگی بالای کروم (27/3)، روی (25/3) و نیکل (12/3) مشاهده شد. شاخص NIPI نشان داد که 67 درصد خاک اطراف بزرگراه و 65 درصد خاک منطقه مسکونی به شدت آلوده هستند. نتیجه‌گیری: آلودگی فلزات سنگین در خاک‌های منطقه عمدتا ناشی از فعالیت‌های انسانی است و خطرات غیرسرطانی و سرطان زایی در کودکان بیشتر از بزرگسالان ارزیابی شد. نیکل و آرسنیک به عنوان خطرناک‌ترین فلزات شناسایی شدند و غلظت بالای روی، کروم و نیکل در خاک‌های اطراف جاده و مناطق مسکونی تأیید شد. برای کاهش اثرات این آلودگی لازم است قوانین سختگیرانه‌تری برای کنترل انتشار فلزات سنگین وضع شود. صنایع به استفاده از فناوری‌های پاک تشویق شوند و نظارت‌های محیط‌زیستی تقویت گردد. همچنین، به کار‌گیری روش‌های موثر پاکسازی خاک مانند گیاه پالایی و همکاری مستمر میان نهادهای دولتی، صنایع و جوامع محلی نیز از اقدامات ضروری در این زمینه است.

کلمات کلیدی: آلودگی خاک، فلزات سنگین، دسترسی زیستی، ارزیابی خطر سلامتی، شاخص آلودگی