منبع مقاله درمورد محیط زیست، آلاینده ها، زیست محیطی

ز وجود دارد و از این جهت آلودگی فلزات متنوع می باشند. تمام فلزات برای محیط خطر آفرین نمی باشند و تنها تعداد معدودی از فلزات وجود دارند که جزء آلوده کننده های محیطی به شمار می آیند(جلالی و آقازاده مشگی، 1385؛ دبیری،1379؛ کلارک، 1385).
این عناصر کمتر از یک درصد از وزن بدن موجودات زنده را تشکیل می دهند. مقدار عناصر مزبور آنقدر ناچیز است که با وجود اینکه در گذشته محققین قادر به اثبات وجود آن ها در بدن بوده اند، لکن روش های تجزیه ای دقیقی برای تعیین کمی چنین عناصری وجود نداشته است. بنابراین عناصر مزبور را به علت کمیابی در بدن، عناصر کمیاب4 نامیده اند (امیدی، 1376).
اساسی ترین مسئله در ارتباط با فلزات سنگین عدم متابولیزه شدن آنها در بدن می باشد. فلزات سنگین همچنین می توانند در برخی موارد جایگزین دیگر املاح و مواد معدنی مورد نیاز در بدن گردند. در محیط های آبی فلزات سنگین وارد شده از پساب های صنعتی، فاضلاب ها و جو ممکن است به سرعت از ستون آب برداشته و به رسوبات ته منتقل شوند در نتیجه غلظت فلزات در رسوبات اغلب چند قدر بالاتر از بخش هایی است که در محیط آب دریا هستند(2008 Howaida & Ali,).
پایداری فلزات در محیط مشکلات ویژه ای را ایجاد می کند. این عناصر مانند سرب و کادمیوم به عنوان آلوده کننده های پایدار محسوب شده و از طریق فرآیندهای شیمیایی و یا زیستی در طبیعت قابل تجزیه نیستند. البته ترکیبات فلزی قابل تغییر بوده ولی فلزات نامرغوب همچنان باقی می مانند. پایداری فلزات اجازه می دهد که در فواصل قابل توجه توسط آب و حتی هوا منتقل شوند و یکی از نتایج مهم پایداری آن ها وسعت زیستی فلزات در زنجیره غذایی می باشد. فلزات ترکیبات طبیعی همه اکوسیستم های آبی هستند که طی فرآیندهای هوازدگی خاک ها و صخره ها از سنگ ها و صخره ها آزاد گردیده و توسط چرخه های بوم شناختی در محیط زیست انتشار می یابند. همچنین در اثر فعالیت های انسانی مثل کشاورزی، استخراج معادن و فعالیت های صنعتی و تخلیه فاضلاب های شهری سطوح فلزات سنگین در طبیعت افزایش می یابد و در نتیجه باعث تغییر ساختار شیمیایی و شرایط زیست محیطی اکوسیستم های آبی می گردد(Agah et al., 2008; Saei- Dehkordi et al., 2010 ).
امروزه پیشرفت های فن آوری و توسعه صنعت و افزایش کارخانجات صنعتی منجر به افزایش روز افزون پساب های صنعتی گردیده و این در حالی است که هیچگونه تمهیداتی در جهت کنترل این آلاینده ها که دارای مقادیر مختلفی از ترکیبات فلزات سنگین سمی است، در نظر گرفته نشده است. در نتیجه ی این عوامل غلظت فلزات در اکوسیستم های آبی افزایش چشمگیری پیدا نموده که اگر به همین روند ادامه یابد مشکلات عمده ای را در اکوسیستم های آبی به وجود خواهد آورد. شایان ذکر است که مهمترین عناصر اکوسیستم های آبی که سهم بیشتری در آلودگی منابع آبی دارند عناصر فلزی مس، روی، جیوه، کادمیوم و سرب می باشد که در این بین جیوه، سرب و کادمیوم از اثرات مهلکی برخوردارند(Sures et al., 1995; Romeo et al., 1999; Al- Saleh et al., 2002; Agah et al., 2008; Ganjavi et al., 2010; Saei- Dehkordi et al., 2010).
1-4-1- راه های ورود فلزات
1-4-1-1- راه های ورود فلزات به دریا
‏به دلیل ورود فلزا‏ت به آب های طبیعی ناشی از فرسایش سنگهای معدنی، گرد و غبار حمل شده توسط باد، فعالیتهای آتشفشانی و آتش سوزی جنگل ها که عواملی طبیعی می باشند، ارزیابی اثرات وارد شدن فلزات به محیط زیست درنتیجه عملکرد انسان پیچیده است (کلارک، 1385).
1-4-1-2- ورود فلزات از طریق هوا
‏یکی ازمهمترین طرق وارد شدن فلزات به دریا از راه هواست که مقدار زیادی از این فلزات سالانه بطور طبیعی وارد دریا می شوند نظیر آلومینیم در گرد و غبار حمل شده توسط باد، ناشی از سنگ ها و شیل ها و جیوه ناشی از فعالیت های آتشفشانی و خارج شدن گاز از پوسته زمین. اما بعضی فلزات دیگر، بیشتر در نتیجه فعالیتهای انسان وارد طبیعت می شوند تا در اثر ورود طبیعی فلزاتی که به هوا وارد می شوند، ممکن است به صورت گاز(نظیر جیوه، سلنیم و ید) یا آئروسل (بیشتر فلزات دیگر) باشند (کلارک، 1385). (جدول 1-2).
جدول 1-2: انتشار و فلزات کم مقدار در جو سطح جهان ( برحسب هزار تن در سال). (کلارک، 1385).
نام فلز
منبع ورود فلزات به محیط زیست

منابع طبیعی
منابع انسانی
آرسنیک (As)
8/7
24
کادمیم (Cd)
96/0
3/7
مس (Cu)
19
56
نیکل (Ni)
26
47
سرب (Pb)
19
449
سلنیم (Se)
4/0
1/1
روی (Zn)
4
4/3
مدت زمانی که یک آلاینده در هوا می ماند و مسافتی که در توده هوا طی می کند، اگر گاز باشد، به واکنش پذیری اش و اگر ذره باشد، به دانسیته اش بستگی دارد. زمان ماندگاری سرب حدود 5 ‏روز و زمان ماندگاری ترکیبات آلی گازی دهها یا صدها روز می باشد. فلزات بوسیله تبادل گاز درسطح دریا و جریان باد، و یا به طریق فرود آمدن ذرات معلق (ته نشینی خشک) و یا توسط نزولات جوی از ستون هوا شسته شده (ته نشینی تر) و به آب دریاها وارد می گردند. تعیین و برآورد مقدار فلزاتی که به طرق مختلف در سطح جهان از جو به آبهای طبیعی وارد می شود، مشکل است و در صورت داشتن اطلاعات بیشتر داده های موجود در جدول 1-3 ممکن است تغییر نماید(کلارک، 1385).
جدول 1-3: انتقال فلزات از هوا به سطح دریا ( برحسب نانوگرم بر سانتیمتر مربع) (کلارک، 1385).
عنصر
دریای شمال
غرب دریای مدیترانه
خلیج اطلس جنوبی
بخش حاره ی اقیانوس اطلس شمالی
بخش حاره ی اقیانوس آرام شمالی
آلومینیوم
30000
5000
2900
5000
1200
منگنر
920

60
70
9
آهن
25500
5100
5900
3200
560
نیکل
260

390
20

مس
1300
96
220
25
9/8
روی
8950
1080
750
130
67
آرسنیک
280
54
45


کادمیم
43
13
9
5
35/0
جیوه

5
24
1/2

سرب
2650
1050
660
310
7
تبادلات هوا- دریا یک فرآیند یکطرفه از هوا به دریا نمی باشد، بلکه حباب های ایجاد شده درسطح آب دریا که متلاشی می شوند، ذرات نمک را در جو رها می سازند.
‏بنابراین مبادله دو طرفه مواد از جو به دریا و بالعکس وجود دارد. به این دلیل از یک سو دریا مدخل آلاینده های جوی و از طرف دیگر منشا آنها می باشد. درباره فرآیندهای وارد شدن مواد به دریا و خروج آنها از آن اطلاعات کاملی در دسترس نمی باشد و نمی توان میزان مواد خروجی و ورودی را دقیقاً برآورد نمود. باکشف این موضوع که تقریباً نصف باران های اسیدی مناطق دریای شمال ناشی از دی متیل سولفید می باشد و این ماده در اثر شکوفایی فیتوپلانکتونی از نوع کوکولتیوفر5 سنتز شده و در جو رها گردیده است، می توان اطلاعات زیادی در مورد مقدار احتمالی مواد طبیعی مختلف که از دریا به هوا منتقل می شوند، بدست آورد.
1-4-1-3- ورود فلزات از طریق رودخانه ها
‏مقدار زیادی فلز از طریق رودخانه ها وارد دریا می شود که ماهیت موا‏د وارد شده به نوع فلزات و منابع معدنی موجود در حوزه آبریز آن رود بستگی دارد. فلزات موجود در آب رودخانه ای که از مناطق شهری می گذرد، به دلیل ورود فاضلاب شهری سایر مواد به آن افزایشی می یابد.
‏رسوب گذاری شدید مواد در مصب ها موجب ته نشینی مقدار زیادی از فلزات می گردد که بر روی رسوبات جذب شده و به بستر دریا برده می شود. رسوبات بنادر واقع در مصب های مناطق صنعتی، حاوی بقایای مواد زائد انباشته شده طی یک قرن یا بیشتر می باشد. در چنین مناطقی، لایروبی کانال های کشتیرانی، موجب تولید ضایعات لایروبی زیادی می گردد که به استثنای مواد لایروبی شدیداً آلوده، بقیه معمولاً در دریا تخلیه می شود(کلارک، 1385).
1-4-1-4- ورود فلزات به طرق دیگر
‏در اثر تخلیه مستقیم زباله های صنعتی، و دیگر مواد زائد ا‏ز طریق خط لوله و ورود گل و لجن فاضلاب و سایر مواد به دریا، مقدارکمتری از فلزات وارد دریا می شود.
‏اگر چه مقدار مواد وارده کم می باشد، اما چنانچه این مواد به مناطقی که جریان آب محدود است، وا‏رد شوند، به طور موضعی محیط را تحت تاثیر قرار خواهند داد(کلارک، 1385).
1-4-2- نیکل6
نیکل در طبیعت به صورت ترکیب با آرسنیک، آنتیموان و گوگرد یافت می شود. رنگ آن سفید نقره ای بوده و دارای هدایت حرارتی و الکتریکی زیاد است در سیستم های بیولوژیک به علت آن که می تواند با لیگاندهای مختلف کمپلکس کند انحلال می یابد. نیکل فلز سنگینی است که در نواحی صنعتی، آلاینده مهم رسوبات می باشد و برای کاهش وارد شدن آن به دریا تلاشهایی انجام شده است. این فلز در استیل و سایر آلیاژها، آبکاری، باتری ها و نیز به عنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار می گیرد(کاتن و ویلکینسون، 1376).

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   مقاله درموردفناوری اطلاعات، عوامل داخلی، ساده سازی، شایستگی ها

1-4-2-1- منابع ورود نیکل به محیط زیست و دریا
ورود نیکل به محیط زیست از طریق استخراج نفت خام، استخراج از معادن آن و از سوختن مواد زاید صورت می گیرد. کارخانه ها و سوزاندن زباله دو عامل اصلی در تولید دود نیکل و ورود آن به هوا می باشند به طوری که مقدار نیکلی که در هوا وجود دارد به مراتب از نیکل موجود در زمین بیشتر است (آقاجری، 1388).
سمی ترین ترکیب نیکل که اغلب در کارخانه ها مشاهده می شود کربونیل نیکل است .سوختهای فسیلی معمولا ً غنی از نیکل هستند و احتراق نفت و زغال منجر به وارد شدن مقدار زیادی از این فلز از هوا به دریا می گردد، اما بخش عمده نیکل وارد شده به دریا ناشی از رودخانه هاست. بیشتر نیکل به شکل ذره ا‏ی است و رسوب دهی زیاد آن در مصب ها ملاحظه می گردد، بنابراین مواد حاصل از لایروبی بنادر و مسیرهای کشتیرانی اغلب آغشته به این فلز می باشند.گل و لجن فاضلاب شهری نیزحاوی مقادیر زیاد نیکل می باشد. راه های وارد شدن نیکل به دریای شمال به این ترتیب برآوود گردیده است: توسط رودخانه ها t year-12740 ‏، ته نشست جویt year-11580 ‏، تخلیه مستقیم t year-1650 ‏، تخلیه گل و لجن و سایر مواد زائده t year-198 (کلارک، 1385).
1-4-3- کادمیوم7
کادمیوم فلزی نرم به رنگ سفید نقره ای براق با جرم اتمی 41/112 گرم، نقطه جوش 767 درجه و نقطه ذوب 9/320 درجه سانتیگراد است که در اسید سولفوریک به کندی حل می شود. این عنصر به طور یکنواخت در پوسته زمین یافت می شود اما ترکیبات معدنی آن تنها در مناطق ویژه ای از جهان یافت می شوند، سنگ معدن روی دارای مقادیر قابل توجهی کادمیوم است. تولید کادمیوم در اواخر قرن نوزدهم به صورت محصول جانبی در استخراج روی آغاز گردید. استفاده از این فلز در قرن اخیر، افزایش یافته است. کادمیوم از آلاینده های مهم زیست محیطی بوده که در تمامی اکوسیستم ها اعم از آب، هوا، غذا و گیاهان یافت می شود. ترکیبات کادمیوم در معادن به صورت سولفید، آبکاری (کلراید، سولفات، اکسید و سیانید) ، باطری سازی (سولفید، اکسید و هیدروکسید)، رنگسازی (نیترات و سولفید )، تلویزیون (سولفید) ، فیلم سازی (کربنات و ترکیبات آلی)، نیمه هادی ها (ترکیبات سولفید)، کنده کاری (کلراید و برومید) از جمله منابع آلاینده در محیط زیست می باشند (بِرد، 1378 و اسماعیلی ساری،1381).
1-4-3-1- منابع ورود کادمیوم به محیط زیست و دریا
کادمیوم معمولاً به طور طبیعی در آب های سطحی زیر زمینی وجود دارد. این عنصر ممکن است به صورت یون
هیدراته یا ترکیبات پیچیده معدنی مانند کربنات، هیدروکسید، کلراید سولفات و هم چنین ترکیبات آلی همراه با اسید هومیک یافت شود. کادمیوم از طریق فرسایش خاک و سنگ بستر، رسوبات آلوده اتمسفری ناشی از کارخانجات صنعتی، پساب مناطق آلوده و استفاده از لجن و کود در کشاورزی وارد اکوسیستم های آبی می شود( اسماعیلی ساری، 1381). کادمیم در پوسته زمین به حد زیادی انتشار یافته، اما عمدتاً به عنوان محصول جانبی در ذوب روی تولید می شود. تقریباً ا‏ز سال 1950‏، کادمیم به عنوان پایدارکننده و رنگدانه در تهیه پلاستیک ها و در آبکاری و سیم های لحیم و دیگر آلیاژها مورد استفاده قرارگرفت. نگرانی هایی مبنی بر اینکه کادمیم سلامتی انسان را تهدید می کند، موجب کاهش استفاده آن برای مقاصد مذکور گردیده است. اما با استفاده از کادمیم در باتری های نیکل -کادمیم، همچنان

دیدگاهتان را بنویسید