SUPERVISOR
Samsolall Ayubi,Hossein Khademi Moughari
شمس اله ایوبی (استاد راهنما) حسین خادمی موغاری (استاد راهنما)
STUDENT
Mehrban Miraki
مهربان میرکی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
TITLE
Characterization of Dust from Sanandaj City and Its Monthly Variability
Air pollution is one of the most complicated issues that humanity faces today. Dust particles are among the major sources of air pollution. Dust phenomenon has recently become a permanent environmental issue in western Iran. Although Sanandaj city enjoys good natural environmental conditions including more than 450 mm of annual rainfall and an appropriate forest and range vegetation cover and, therefore, is not the source of dust naturally, it has recently experienced atmospheric dust very frequently. Despite this, atmospheric dust in Sanandaj and its comparison with soils have not yet been well studied. Therefore, the objective of this study was to characterize dust samples from Sanandaj city from March 20 to October 22, 2015. During this period, a total of 168 dust samples were collected monthly from 24 sites in the city of Sanandaj using glass traps installed on the roof of one-story buildings. Besides, 24 surface soil samples from outside and 24 samples from inside Sanandaj were taken. The dust deposition rate (DDR) was calculated and the pH, EC, carbonates content and the concentration of soluble potassium, sodium, calcium, magnesium and bicarbonate solution were measured in the dust and soil samples. Furthermore, the total concentrations of copper, zinc, nickel, cobalt, cadmium, manganese, iron, chromium and lead were determined using an atomic absorption spectrometer. Clay mineralogy of four dust samples and four dominant soil samples from outside the city was also examined. Spatial distribution maps of dust deposition rate and selected geochemical parameters were prepared using the Inverse Distance Weighting (IDW) method. The results showed that the highest and the lowest DDR values belonged to June and October, respectively. Despite the fact that April and May had the highest number of dusty days and also the highest concentration of PM 10 concentration, the DDR was very low due to the high rainfall and wind speed. Based on the dust and soil chemical properties, it seems that the main source of dust in the first four months was different from that of the next three months. In the first four months, dust seemed to have originated from soils with higher EC, carbonate content and soluble calcium and magnesium concentrations as compared to that of the surface soils which seem to contribute more to atmospheric dust in the next 3 months. The average concentrations of heavy metals in the dust is higher than those of the surface soils in the area. The deposition rate of heavy metals reduces from the southwest to the northeast and north of the city of Sanandaj. The mineralogy of clay sized dust particles in April and June showed that they contained kaolinite, chlorite, smectite, illite and palygorskite. Mineralogy of dust from these two months was similar to that of Iraqi soils. The mineralogy of clay sized dust samples from August and October showed the presence of kaolinite, montmorillonite, vermiculate and illite, which is very similar to that of the surface soils of the study area. It appears that atmospheric dust in Sanandaj area probably derive from two different sources. In spring, dust seems to mostly originate from traoundary sources the contribution of which would reduce during summer and fall seasons. Barrens soils in Iraq as well as dried surfaces of such lagoons as Hour-al-Azim seem to play a major role in producing dust particles. Appropriate management practices are necessary to reduce the negative impacts of atmospheric dust in Sanandaj and neighboring areas which would otherwise be extended to other cities even in central Iran. Keywords: Dust deposition, chemical properties, geochemistry properties, dust mineralogy, Sanandaj city
آلودگی هوا از بغرنجترین مشکلاتی است که امروزه بشر با آن روبرو است. یکی از عوامل جدی آن پدیده گرد و غبار است. در دهه اخیر در غرب ایران گرد و غبار به یک پدیده دائمی تبدیل شده است. علیرغم اینکه سنندج به عنوان یکی از شهرهای غربی با شرایط طبیعی مناسب چون کوهستانی بودن، بارش سالیانه بیشتر از 450 میلیمتر و پوشش گیاهی مرتعی و جنگلی خوب یک منطقه تولید گرد و غبار محسوب نمیشود، لیکن در سالهای اخیر با این پدیده روبرو است. تاکنون مطالعه جامعی با هدف بررسی گرد و غبار در شهر سنندج و مقایسه آن با خاکهای منطقه صورت نگرفته است. لذا این پژوهش با هدف مشخصهیابی گرد و غبار در شهر سنندج طی ماههای فروردین تا مهر ماه سال 1394 انجام شد. بدین منظور مجموعاً 168 نمونه گرد و غبار به صورت ماهانه از 24 ایستگاه در شهر سنندج با استفاده از تلههای شیشهای لبه دار نصب شده روی بام ساختمانهای یک طبقه جمعآوری شد. برای بررسی ویژگیهای خاک منطقه 24 نمونه خاک سطحی از شهر سنندج و 24 نمونه خاک سطحی از اطراف شهر سنندج از خاکهای تشکیل شده بر روی مواد مادری غالب منطقه جمعآوری شد. نرخ فرونشست ماهانه گرد و غبار محاسبه و ویژگیهای شیمیایی نمونههای گرد و غبار و خاک منطقه شامل پ-هاش، هدایت الکتریکی، درصد آهک و غلظت پتاسیم، سدیم، کلسیم، منیزیم و بی کربنات محلول اندازهگیری شد. غلظت کل فلزات سنگین مس، روی، نیکل، کبالت، کادمیوم، منگنز، آهن، کروم و سرب در نمونههای خاک و گرد و غبار با دستگاه جذب اتمی قرائت گردید. برای بررسی کانی های موجود در گرد و غبار و خاک منطقه 4 نمونه گرد و غبار و 4 نمونه خاک برون شهری غالب آنالیز شد. نقشههای توزیع مکانی پارامترهای ژئوشیمیایی و نرخ فرونشست گرد و غبار به روش وزندهی عکس فاصله ترسیم شد. نتایج نشان داد که خرداد ماه بیشترین و اردیبهشت ماه کمترین نرخ فرونشست را دارند. ماههای فروردین و اردیبهشت با وجود تعداد روزهای گرد و غباری و غلظت ذرات معلق 10 PM بیشتر نسبت به سایر ماهها، نرخ فرونشست گرد و غبار اتمسفری کمی دارند که به نظر میرسد به دلیل بارش و سرعت باد زیاد در این دو ماه بوده است. با بررسی ویژگیهای شیمیایی نمونههای گرد و غبار فرونشسته طی 7 ماه مطالعه و نمونههای خاک منطقه به نظر میرسد که منبع غالب گرد و غبار طی 4 ماه اول با 3 ماه بعدی متفاوت است. در 4 ماه اول سال گرد و غبار از خاکهای با شوری، درصد آهک، غلظت کلسیم و منیزیم محلول بیشتری نسبت به 3 ماه بعدی منشاء میگیرد که تفاوت فاحشی با خاک منطقه دارد. میانگین غلظت فلزات سنگین در گرد و غبار طی دوره مطالعاتی بیشتر از خاک منطقه است. میزان فرونشست فلزات سنگین از جنوبغربی به سمت شمالشرقی و شمال شهر سنندج روند کاهشی دارد. نتایج کانیشناسی نمونههای گرد و غبار در ماههای فروردین و خرداد ماه حضور کانیهای کائولینایت، کلرایت، اسمکتایت، ایلایت و کانی فیبری پالیگورسکایت را نشان داد. نتایج کانیشناسی گرد و غبار در این دو ماه مشابه نتایج کانیشناسی گرد و غبار در عراق است. گرد و غبار مرداد و مهر ماه حضور کانیهای کائولینایت، مونت موریلونیت، ورمیکولایت و ایلایت را نشان داد که شباهت بیشتری به خاک منطقه دارد. با توجه به این نتایج به نظر میرسد گرد و غبار در شهر سنندج دارای دو منبع متفاوت است. ماههای اول سال گرد و غبار از منبع فرامحلی منشاء گرفته و در سه ماه بعدی از سهم این منبع کاسته شده است و نقش منابع محلی در تولید گرد و غبار بیشتر شده است. از منابع فرامحلی با توجه به جهت باد و ویژگیهای بررسی شده میتوان در وهله اول احتمالاً به گرد و غبار کشور عراق و سپس اراضی خشک شدهای چون تالاب هورالعظیم در مرز ایران و عراق اشاره کرد که موجب بروز گرد و غبارهای گستردهای در غرب کشور شده است. با توجه به پیامدهای مخرب این پدیده و این که گرد و غبار در شرایط اقلیمی شهر سنندج معمول نیست و همچنین امکان سرایت این پدیده از شهر سنندج به سمت دیگر شهرهای مرکزی ایران با توجه به جهت باد وجود دارد لازم است اقدامات مدیریتی مناسبی صورت گیرد. واژههای کلیدی : گرد و غبار، ویژگیهای شیمیایی، ویژگیهای ژئوشیمی، کانیشناسی گرد و غبار، شهر سنندج