بررسی تغییرات فصلی عناصر سنگین رواناب در حوزه آبخیز شهری بجنورد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر جهاد کشاورزی شیروان

2 استاد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی ساری

3 آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

در پی توسعه فیزیکی شهرها تهیه اطلاعات جامع و تفصیلی از سامانه‌های آبخیز شهری و همچنین شرایط حاکم بر چرخه‌ هیدرولوژیک آن از ضرورت‌های اجتناب‌ناپذیر در مدیریت یکپارچه شهری محسوب می‎شود. آلودگی سیلاب شهری به فلزات سنگین یکی از مهمترین آلودگی‌های موجود در رواناب حوزه‌های آبخیز شهری است که خطرات عمده‌ای بر سلامت زیست بوم و شهروندان دارد. در این مقاله به بررسی تغییرات کیفیت رواناب و مقدار فلزات سنگین سرب، روی و مس موجود در رواناب آبخیز شهری بجنورد در دو بازه زمانی پاییز و بهار پرداخته شده است. به این منظور تعداد 52 نمونه رواناب در طول بازه زمانی معین تهیه گردیده و پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، با استفاده از دستگاه جذب اتمی، مقدار فلزات سنگین بر حسب ppb اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد که روند کاهش فلزات به ترتیب Zn>Cu>Pb بوده و از نظر زمانی حداکثر میانگین غلظت فلزات سرب، روی و مس مربوط به پاییز و از نظر مکانی غلظت فلزات در نواحی مسکونی و تجاری و در نمونه‌های رواناب معابر و شبکه انهار (FB2) بیشتر بوده است. همچنین نتایج آزمون همبستگی پیرسون حاکی از آن است که همبستگی مثبت و بالایی بین سرب و مس (954/0r=) در فصل پاییز و بین سرب و روی (641/0r=) در فصل بهار برقرار است. این همبستگی با استفاده از روش تحلیل عاملی و چرخش واریماکس نیز مورد تایید قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Runoff Heavy Metals Seasonal Changes in Bojnoord Urban Watershed

نویسندگان [English]

  • hasan izanloo 1
  • Karim Solaimani 2
  • Kaka Shahedi 3
1 Director of Shirvan Agricultural Jihad
2 Professor of Sari University of Agricultural Science and Natural Resources.Dept. of Watershed Management
چکیده [English]

Due to the urban expansion, preparing of comprehensive and detailed information, is an unavoidable necessity for urban watershed systems and also its dominant conditions in hydrological cycle to gain an integrated urban watershed management. The urban runoff pollution caused by heavy metals is the major types of pollutions in surface runoff which may cause serious health risks for biosphere and also urban watersheds. This article examines the changes in runoff quality and the amount of heavy metals such as lead, zinc and copper in Bojnoord urban watershed in two reaches of autumn and spring seasons. For this reason 52 samples were collected for the mentioned period. After preparing the samples, using atomic absorption, the amount of heavy metals were measured in terms of Pbb. The results showed that the reducing trend of these metals is as Zn>Cu>Pb and the maximum concentration of lead, zinc and copper is related to the autumn season. The location of high concentrations is in residential and commercial areas and for the samples taken from the runoff pathways and drainage network (FB2). The Pearson correlation test results showed that there is a high positive correlation between lead and copper in the autumn (R=0.954) and also between lead and zinc in the spring (R=0.641). This correlation is certified by using factor analysis and Varimax rotation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Runoff
  • Heavy Metals
  • Urban Watershed and Bojnoord
آذری، س.، کرمی، غ.ح.، فرقانی، گ.، 1392، ارزیابی آلودگی رواناب‌های شهری به فلزات سنگین آرسنیک، کبالت و کروم (مطالعه موردی شهر شاهرود)، شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، دانشگاه علوم پزشکی تبریز.
ایزانلو، ح.، سلیمانی، ک.، 1393، بررسی تاثیر توسعه ادواری شهری بر توان تولید سیلاب شهری (مطالعه موردی: شهر بجنورد مرکز استان خراسان شمالی)، اولین همایش ملی نقش برنامه‌ریزی و طراحی شهری بر سیلاب شهری، دانشگاه هراز، 20 شهریور 1393.
پروین‌نیا، م.، رخشنده‌رو، غ.ر.، منجمی، پ.، 1388، کیفیت سیلاب شهری و رسوبات حاوی فلزات سنگین در حوضچه تزریق سیلاب شهر شیراز و بررسی عملکرد مواد جاذب برای کاهش آلودگی، مجله محیط‌شناسی، 35 (49): 82-73.
سبحانی لاری، ص.، 1388، روندهای آماری پارامتریک و ناپارامتریک تحلیل واریانس در مطالعات شهری (مطالعه موردی شهر لار)، مجله جغرافیا و مطالعات محیطی، 1 (1): 112-70.
علیدادی، ح.، پیروی مینائی، ر.، دهقان، ع.ا.، واحدیان، م.، معلم‌زاده حقیقی، ح.، 1392، بررسی غلظت فلزات سنگین (کروم، کادمیوم و سرب) در آب آشامیدنی شهر مشهد، مجله علوم پزشکی رازی، 20 (116): 34-27.
کاظمیان، غ.ر.، میرمیران، ح.، اسحاقی، ج.، سقفی، م.، 1389، طرح توسعه و عمران جامع شهر بجنورد، مهندسین مشاور نقش جهان پارس.
Ben Salem, Z., Capelli, N., Laffray, X., Elise, G., Ayadi, H., Aleya, L., 2014, Seasonal variation of heavy metals in water, sediment and roachtissues in a landfill draining system pond (Etueffont, France), Ecological Engineering, 69: 25-37.
Biasiolia, M., Barberis, R., Ajmone-Marsan, F., 2006, The influence of a large city on some soil properties and metals content, Science of the Total Environment, 356: 154-164.
Brown, J.N., Peake, B.M., 2006, Sources of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in urban stormwater runoff, Science of the Total Environment 359: 145- 155.
Chebbo, G., Gromaire, M.C., 2004, The experimental urban catchment ‘Le Marais’ in Paris:  what lessons can be learned from it? Journal of Hydrology 299: 312-323.
Franz, C., Makeschin, F., Weiß, H., Lorz, C., 2014, Sediments in urban river basins: Identification of sediment sources within the LagoParanoá catchment, Brasilia DF, Brazil – using the fingerprint approach, Science of the Total Environment 466–467: 513-523.
Gallo, E.L., Lohse, K.A., Brooks, P.D., McIntosh, J.C., Meixner, T., McLain, J.E.T., 2012, Quantifying the effects of stream channels on storm water quality in a semi-arid urban environment, Journal of Hydrology 470–471: 98-110.
Kuusisto-Hjort, P., Hjort, J., 2013, Land use impacts on trace metal concentrations of suburban stream sediments in the Helsinki region, Finland, Science of the Total Environment 456–457: 222–230
Li, F., Huang, J., Zeng, G., Yuan, X., Li, X., Liang, J., Wang, X., Tang, X., Bai, B., (2013) Spatial risk assessment and sources identification of heavy metals in surface sediments from the Dongting Lake, Middle China, Geochemical Exploration, 132: 75-83.
Mendez, C.B., Klenzendorf, J.B., Afshar, B.R., Simmons, M.T., Barrett, M.E., Kinney, K.A., Kirisits, M.J., 2011, The effect of roofing material on the quality of harvested rainwater, Water Research 45: 2049-2059.
Murakami, M., Nakajima, F., Furumai, H., 2007, The sorption of heavy metal species by sediments in soakaways receiving urban road runoff, Chemosphere, 70(11):2099-109
Navarro, M.C., Pérez-Sirvent, C., Martínez-Sánchez, M.J., Vidal, J., Tovar, P.J., Bech, J., 2008, Abandoned mine sites as a source of contamination by heavy metals: A case study in a semi-arid zone, Journal of Geochemical Exploration 96: 183-193.
Soller, J., Stephenson, J., Olivieri, K., Downing, J., Olivieri, A.W., 2005, Evaluation of seasonal scale first flush pollutant loading and implications for urban runoff management, Journal of Environmental Management 76: 309-318.
Zhao, H., Li, X., 2013, Understanding the relationship between heavy metals in road-deposited sediments and washoff particles in urban stormwater using simulated rainfall, Journal of Hazardous Materials 246– 247: 267- 276.