مدیریت برنامه‌های دانشگاهی علمی (مبدع)

نسخه آزمایشی

بررسی میزان فلزات سنگین و هیدروکربن‌های نفتی در رواناب شهر تهران

  • نویسندگان

    امین حسنی مقدم

  • عنوان فارسی مقاله: بررسی میزان فلزات سنگین و هیدروکربن‌های نفتی در رواناب شهر تهران

  • فرمت مقاله

    application/pdf

تصویر مطلب بررسی میزان فلزات سنگین و هیدروکربن‌های نفتی در رواناب شهر تهران
  • دوشنبه 15 آذر 1395
  • 519

چکیده فارسی

رواناب سیلاب شهری به ‌عنوان اولین عامل آلودگی آب‌های سطحی و علت اصلی آلودگی در آب‌های شور و شیرین می‌باشد. شهرتهران به ‌وسیله سطوح مرتفع البرز، علاوه ‌بر آب‌های سطحی در گستره ‌ی شهری، رواناب‌های سطحی در مناطق کوهستانی به ‌وسیله رودخانه‌ها وارد محدوده شهری شده که حاوی انواع آلاینده‌ها می‌باشند. علاوه بر این ایران با کاهش منابع آب تجدیدشونده مواجه بوده و درحال حاضر، مناطق وسیعی با پساب‌‌ها و آب‌های برگشتی آبیاری می ‌شوند که بدلیل استفاده غیر اصولی و نیز تجمع مواد آلاینده در آنها موجب آلودگی محیط ‌زیست، تجمع آلودگی در خاک و انتقال آن به محصولات تولیدی می‌شود. همچنین آلودگی رواناب سیلاب شهری باعث گرفتگی روسازی‌های نفوذپذیر و به تبع آن آب گرفتگی معابر می ‌شود. بنابراین ضروری است که هیدروکربنهای نفتی و فلزات در رواناب‌‌ها که می‌‌توانند به ‌فرم محلول، کلوئیدی و چسبیده به ذرات وجود داشته باشند، برای تعیین سرنوشت، انتقال و اثرات هیدروکربن‌ها و فلزات سنگین که در اکوسیستم‌های آبی و گرفتگی روسازی‌های نفوذپذیر بسیار مهم هستند همه فرم‌های آن‌ها بررسی و اندازه ‌گیری شده و راهکارهای مناسب جهت گرفتگی کم ‌تر در روسازی‌‌ها ارائه گردد.

پژوهشکده: علوم محیطی گروه: فناوری محیط زیست

مشخصات اساتید راهنما و مشاور

مسئولیت نام و نام خانوادگی مرتبه علمی محل اشتغال
استاد راهنمای اول دکتر حسین هاشمی استادیار پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی
استاد راهنمای دوم دکتر میرابی استادیار پردیس شهید عباسپور

دانشجو: امین حسنی مقدم | رشته و گرایش: مهندسی منابع طبیعی – محیط زیست گرایش آلودگی

تعریف مسئله:

رواناب شهری یک نگرانی عمده محیطزیستی برای کاهش کیفیت آب است. رواناب شهری با جریان یافتن آب از حیاط منازل، خیابانها، پارکینگها، سقفها و سایر سطوح غیرقابل نفوذ ایجاد می‌شود و بار آلودگی آن میتواند خیلی بیشتر از فاضلاب خانگی باشد(Scholz, 2006). رواناب سیلاب شهری با سرریز فاضلابها ترکیبشده و مقادیر زیادی از مواد سمی را دربر دارد که تعداد زیادی از آلایندهها و مواد زائد خطرناک مانند بنزن، آفتکشها و فلزات سنگین در رواناب شهری شناسایی شدهاند. با افزایش ساختوساز و توسعه سطوح نفوذناپذیر، حجم رواناب سیلابی افزایش یافته و کیفیت آن کاهش می یابد.کاهش کیفیت رواناب میتواند با افزایش غلضت و جرم کل بار مواد مغذی (فسفر و نیتروژن) و دیگر ترکیبات آلی، فلزات، کلراید، باکتریها، ویروسها، هیدروکربنها آروماتیک، روغن و گریس و دیگر آلایندهها همراه باشد، همچنین دمای رواناب را افزایش میدهد. افزایش بارگیری این نوع آلایندهها به ساختار آب دریافتی میتواند بسیار زیانآور باشد (Kazemi, 2014). رواناب سیلاب شهری بهعنوان اولین عامل آلودگی آبهای سطحی و علت اصلی آلودگی در آبهای شور و شیرین شناخته شده است و به عنوان یکی از منابع منجر به اختلال در کیفیت آب رودخانهها، دریاچهها و مصبها تلقی شدهاست و همچنین بهدلیل طبیعت تصادفی بارندگی و نامعلوم بودن منبع آلودگی، کنترل رواناب مشکلات زیادی داردZhu ,2008)). رواناب بزرگراههای شهری اغلب بار زیادی از فلزات سنگین، جامدات معلق و محلول، ترکیبات آلی و غیر آلی را دربرمیگیرد. برخلاف ترکیبات آلی، عناصر فلزی در محیطزیست تجزیه نمیشوند (Kazemi, 2014).

مطالعات انجام شده روی رواناب شهری در ایران بیشتر روی خصوصیات کیفی و کمی پارامترهای کیفی رواناب شهری بوده است. در تحقیق حاضر سعی شده است با مرور منابع مختلف در ایران و جهان وکار میدانی و آزمایشگاهی، هیدروکربنهای نفتی و فلزات در روانابها که میتوانند بهفرم محلول، کلوئیدی و چسبیده به ذرات وجود داشته باشند شناسایی شوند. بنابراین برای تعیین سرنوشت، انتقال و اثرات هیدروکربنها و فلزات سنگین که در اکوسیستمهای آبی و گرفتگی روسازیهای نفوذپذیر بسیار مهم است، ضروری است همه فرمهای آنها بررسی و اندازهگیری شوند. چنانچه ممکن باشد ارتباط فلزات وهیدروکربنها با اندازههای مختلف ذرات هم باید تعیین شود و بهترین راهکارهای کنترل روانابها که عمدتا بر اصول تهنشینی و فیلتراسیون استوارند به سختی میتوانند این آلایندهها را کنترل کنند و همچنین راهکارهایی جهت گرفتگی کمتر در روسازیها که جهت انتقال آب به زمین انجام میگیرد، ارائه گردد.

ضرورت انجام تحقیق:

کشور ایران با کاهش منابع آب تجدیدشونده مواجه بوده و مناطق وسیعی با پسابها و آبهای برگشتی آبیاری میشوند. در بیشتر مواقع این استفاده غیر اصولی بوده و موجب آلودگی محیطزیست، تجمع آلودگی در خاک و انتقال آن به محصولات می شوند. غلظت زیاد فلزات میتواند کشنده باشد، غلظت متوسط میتواند رشد، تولید مثل و عمر موجودات زنده دریایی را کاهش دهد. غلظت کم فلزات نیز موجب تغییر رفتار و رقابت مضر میگردد که میتواند تعادل اکوسیستمها را بههم بزند ( .(Clements, 2002 هیدروکربنها توانایی تولیدمثل بعضی از میکروارگانیسمها را کاهش میدهند و بر روی رشد و توسعه گونههای آبی تاثیر منفی دارند که در غلضتهای بالا میتواند کشنده باشد. برای مثال کشتهشدن ماهی در غلضت بالا به هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای(PAH) نسبت دادهشده است (watts, 2010). با توجه به قرار داشتن تهران در زمره مناطق خشک جهان و همچنین با رشد سریع جمعیت شهر تهران و نقش حیاتی آب بهعنوان مهمترین عامل توسعه، یکی از منابع آبیاری زمینهای کشاورزی اطراف شهر تهران روانابهای سطحی شهر تهران هستند. بنابراین ضرورت دارد هیدروکربنهای نفتی و فلزات در روانابها که میتوانند بهفرم محلول، کلوئیدی و چسبیده به ذرات وجود داشته باشند، برای تعیین سرنوشت، انتقال و اثرات هیدروکربنها و فلزات سنگین که در اکوسیستمهای آبی و گرفتگی روسازیهای نفوذپذیر بسیار مهم هستند همه فرمهای آنها بررسی و اندازهگیری شوند. و راهکارهای مناسب جهت گرفتگی کمتر در روسازیها ارائه گردد.

اهداف تحقیق:

  • تفکیک و اندازهگیری میزان فلزات سنگین و هیدروکربنهای نفتی درسه فرم محلول، ذرهای و کلوئیدی در رواناب شهر تهران
  • ارائه راهکارهای متناسب با هر فرم آلاینده( محلول، ذرهای و کلوئیدی) برای تصفیه رواناب شهری و جلوگیری از گرفتگی سطوح متخلخل
  • تجزیه وتحلیل فعل و انفعالات میان خود آلایندهها و شکنش آنها با ذرات در سه فرم محلول، ذرهای و کلوئیدی
  • بررسی همبستگی میان توزیع اندازه ذرات با میزان فلزات سنگین و میزان ترکیبات نفتی در سه فرم محلول، ذرهای و کلوئیدی

منابع:

  • Clements, W., Kiffney, P. 2002. Ecological effects of metals on benthic invertebrates. In: Simon TP(ed) Biological response signatures. CRC Press, Boca Raton, FL, pp 135–154.
  • Kazemi, F. 2014. Properties of the particles in the runoff of Tehran [dissertation]. School of Civil Eng: Sharif University of Technology, 1-9 (In Persian).
  • Watts, A.W., Ballestero, T.P., Roseen, R.M., Houle, J.P. 2010. Polycyclic aromatic hydrocarbons in stormwater runoff from sealcoated pavements. Environmental Science and Technology, 44(23):8849–8854.
  • Zhu, W., Bian, B., Li, L. 2008. Heavy metal contamination of road-deposited sediments in a medium size city of China, Environ. Monit. Assess. 147: 171–181.