Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Khademi Moughari,Samsolall Ayubi
حسین خادمی موغاری (استاد راهنما) شمس اله ایوبی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fariba Jafari
فریبا جعفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Deposition rate and selected physical, chemical and clay mineralogical characteristics of atmospheric dust in Kerman city
Dust deposition widely occurs in arid to semiarid areas. Since dust particles are fine-sized, they have a high adsorption potential and; therefore, can easily carry the contaminants. Heavy metals could be distributed in large scales by connecting to airborne dust. Kerman is one of the Iranian industrial cities where a lot of factories and mines are active. The objectives of this research were to study the temporal and spatial distribution of atmospheric dust deposition rate, heavy metals concentration, magnetic susceptibility, chemical properties, particle size distribution and clay mineralogy of dust in Kerman and to identify its likely source(s). Dust samples were taken monthly for a period of 7 months from 35 locations distributed over the city of Kerman from April 20 to November 20, 2012 (a total of 245 samples) using glass traps installed on the roof of one-story buildings. To compare the results of atmospheric dust with those of soil, 60 surface soil samples (0-10 cm) from outside Kerman and 35 soil samples from urban areas were also collected. The dust deposition rate (DDR) was calculated as g/km 2 .month. Also, the magnetic susceptibility of dust and soil samples was determined using a MS2B sensor. The total concentration of Mn, Pb, Ni, Cu and Zn was determined using an atomic absorption spectrometer following the sample extraction with 6N HNO 3 . The particle size distribution of samples was determined using a centrifuge and a 270-mesh size sieve. The pH and EC of the samples were measured in 2:1 water to dust extract. Clay mineralogy of selected dust samples was studied by an X-ray diffractometer. The results showed that the average rate of dust deposition decreased during the months of May to November from 17.4 to 5 g/m 2 .month, which could be attributed to the decrease in average wind speed. The spatial distribution of the samples also showed that the dust deposition rate varied from 4.84 in the southern parts to 14.84 g/m 2 .month, mostly in the northern ones. The results also indicated that due to the various sources of urban pollutants such as traort and construction, the total concentration of heavy metals in urban soils was much higher than that of the suburban soils. Furthermore, the concentration of heavy metals in dust was very much higher than that of the soils studied. The results also showed that there was a significant correlation among Cu, Pb, and Zn and also Mn, and Ni concentrations suggesting two different sources for heavy metals. Determining the sources of dust using the principle component analysis also further corroborated that Cu, Zn and Pb mostly derive from human activities while Mn and Ni appear to mainly come from natural sources. Spatial distribution of heavy metals in dust showed that their concentrations were higher in the western half of Kerman indicating an important role of Kerman’s topography. The average heavy metals pollution index in the studied samples is equal to 2.98 and indicates that 65.71% and 34.28% of the dust samples are moderately and heavily polluted, respectively. The highest difference in dust magnetic susceptibility was found for the months of July and November. This may be due to the variety of magnetic materials input to the dust. The results also indicated that the human activities have greatly enhanced the magnetic susceptibility of urban soils. Dust chemical properties showed that alkaline and saline soils surrounding the city of Kerman (local origin) very much contribute to the urban dust in the area. Dust particle size distribution analysis further confirmed its local origin. In conclusion, the results of this investigation clearly show a high rate of moderately to heavily polluted dust deposition in the urban area of Kerman. Attention should be paid to reduce the rate of dust deposition and to control the load of contaminants such as heavy metals in dust.
فرونشست گرد و غبار به‌طور گسترده در مناطق خشک و نیمه خشک جهان اتفاق می افتد. به دلیل اینکه ذرات گرد و غبار دارای اندازه ریز هستند، جذب سطحی بالا و در نتیجه امکان انتقال آلودگی بالائی دارند. بنابراین فلزات سنگین با اتصال به آنها، می توانند در مقیاس وسیعی منتشر شوند. کرمان از جمله شهرهای صنعتی ایران می باشد که کارخانجات و معادن مختلفی در اطراف آن قرار دارد. هدف از این تحقیق، بررسی توزیع زمانی و مکانی فرونشست اتمسفری و نیز غلظت فلزات سنگین، پذیرفتاری مغناطیسی، شناسایی منابع احتمالی، خصوصیات شیمیایی، بافت و کانی شناسی رسی گرد و غبار شهر کرمان می باشد. نمونه های گرد و غبار به وسیله ی تله های شیشه ای نصب شده بر روی پشت‌بام ساختمان های یک طبقه در 35 نقطه شهر کرمان به صورت ماهانه طی اردیبهشت تا پایان آبان 1391 (مجموعاً 245 نمونه) جمع آوری شد. همچنین جهت مقایسه نتایج آنالیز گرد و غبار اتمسفری با خاک منطقه، 60 نمونه مختلف خاک سطحی (cm10- 0) از مناطق برون شهری و 35 نمونه مختلف خاک از مناطق درون شهری کرمان تهیه شد. نرخ فرونشست گرد و غبار بر حسب واحد جرم بر واحد سطح در واحد زمان محاسبه گردید. همچنین پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های گرد و غبار با استفاده از حسگر MS2B تعیین گردید. غلظت کل فلزات سرب، روی، منگنز، نیکل و مس بعد از هضم با اسید نیتریک 6 نرمال توسط دستگاه جذب اتمی قرائت گردید. همچنین، میزان پ-هاش و هدایت الکتریکی نیز در عصاره 1:2 آب به گرد و غبار و توزیع اندازه ذرات با استفاده از الک 270 مش و دستگاه سانتریفیوژ تعیین شد. تغییرات کانی شناسی رسی ذرات گرد و غبار نیز توسط دستگاه پراش اشعه ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که متوسط نرخ فرونشست بین ماه های اردیبهشت تا آبان از 4/17 به 5 گرم بر متر مربع در ماه کاهش یافته است که می توان به کاهش متوسط سرعت باد نسبت داد. پراکنش مکانی نمونه ها نیز نشان می دهد که میزان فرونشست از 84/4 در قسمت های جنوبی تا 84/14 گرم بر متر مربع در ماه (غالباً در قسمت های شمالی) متغیر می باشد. همچنین مشخص گردید که غلظت فلزات سنگین در گرد و غبار به مراتب بالاتر از نمونه های خاک درون شهری و برون شهری است. همچنین، به دلیل منابع متعدد آلاینده های شهری از قبیل حمل و نقل، ساختمان سازی و صنایع متعدد، غلظت کل فلزات سنگین در خاک های درون شهری نسبت به خاک های برون شهری بیشتر می باشد. بررسی توزیع زمانی و مکانی غلظت فلزات سنگین و نیز مطالعه همبستگی بین فلزات مختلف نشان داد که 3 فلز مس، سرب و روی و نیز 2 فلز نیکل و منگنز توزیع زمانی و مکانی مشابهی دارند. بنابراین به نظر می رسد که این عناصر از دو منبع متفاوت سرچشمه می گیرند. شناسایی منابع احتمالی آلودگی گرد و غبار به روش تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی این نتیجه را تأیید کرد و مشخص گردید که فلزات مس، سرب و روی ناشی از فعالیت های انسانی بوده و فلزات منگنز و نیکل از عوامل طبیعی منشأ می گیرند. پراکنش مکانی فلزات سنگین نیز نشان داد که غلظت فلزات در نیمه غربی کرمان بیشتر بوده که در این رابطه، توپوگرافی اطراف کرمان نقش مهمی را بر عهده دارد. به طور کلی متوسط شاخص جامع آلودگی فلزات سنگین مورد مطالعه در نمونه های گرد و غبار، برابر 98/2 می باشد و 71/65% نمونه در کلاس متوسط آلودگی و 28/34% آن ها در کلاس آلودگی شدید قرار می گیرند. نتایج پذیرفتاری مغناطیسی نیز نشان داد که بیشترین تفاوت معنی دار پذیرفتاری مغناطیسی مربوط به ماههای آبان و تیر و مرداد می باشد که علت آنرا می توان تنوع ورود مواد مغناطیسی به گرد و غبار دانست. همچنین مشخص گردید که فعالیت های انسانی مانند فعالیت های صنعتی و گرد و غبارهای ناشی از آن، باعث افزایش پذیرفتاری مغناطیس خاک های درون شهری شده است. بررسی خصوصیات شیمیایی گرد و غبار نیز نشان داد که خاک های شور و قلیای اطراف کرمان (منشأ محلی) منشأ بخش عمده گرد و غبار شهری است. نتایج به دست آمده از توزیع اندازه ذرات گرد و غبار نیز حاکی از آن است که گرد و غبار منشأ محلی دارد. با توجه به نتایج به دست آمده مبنی بر بالا بودن نرخ فرونشست گرد و غبار اتمسفری در کرمان، لازم است با مدیریت مناسب شرایط را برای کاهش منابع آلاینده فراهم نمود. کلمات کلیدی : فرونشست اتمسفری، فلزات سنگین، پذیرفتاری مغناطیسی، شاخص جامع آلودگی، شهر کرمان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی