با همکاری مشترک انجمن علوم و فناوری‌های شیمیایی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

10.30473/ijac.2025.75376.1325

چکیده

فعالیت‌های انسانی به تجمع و جابجایی فلزات سنگین در ماتریس خاک کمک می‌کند، که به عنوان مخزن نهایی این آلاینده‌ها عمل می‌کند و در نتیجه خطرات زیست‌محیطی و سلامت انسان را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.این مطالعه تأثیر یک نیروگاه حرارتی با سوخت فسیلی در استان اصفهان، ایران، بر تجمع فلزات سنگین در خاک سطحی اطراف آن را ارزیابی کرد. پنجاه نمونه خاک سطحی جمع‌آوری شد و غلظت هشت فلز سمی - کادمیوم، کبالت، کروم، مس، منگنز، نیکل، سرب و روی - تعیین شد. تحلیل‌های آماری، از جمله تحلیل عاملی و همبستگی پیرسون، سه گروه‌بندی فلزی متمایز را نشان داد: گروه اول (نیکل، سرب، کادمیوم)، گروه دوم (مس، کروم، کبالت) و گروه سوم (روی، منگنز). فلزات گروه اول با منابع طبیعی و انسانی مرتبط بودند، در حالی که گروه‌های دوم و سوم با منشأ زمین‌زاد مرتبط بودند. برای تعیین کمیت سطوح آلودگی، فاکتور آلودگی (CF) و شاخص زمین انباشتگی (Igeo) محاسبه شدند. نتایج نشان‌دهنده سطوح آلودگی متوسط تا زیاد برای سرب و کادمیوم بود و کادمیوم مقادیر CF بسیار بالایی را در تمام نمونه‌ها نشان داد. علاوه بر این، کالیبراسیون چند متغیره با استفاده از رگرسیون مؤلفه‌های اصلی (PCR) و رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) برای پیش‌بینی شاخص بار آلودگی (PLI) به کار گرفته شد. هر دو روش عملکرد صحیح و قوی در پیش‌بینی PLI با مقادیر R² از 861/0 تا 965/0 در مجموعه داده‌های کالیبراسیون و پیش‌بینی نشان دادند،

کلیدواژه‌ها

[1] S. Nazari, O. Shahhoseini, A. Sohrabi-Kashani, S. Davari, H. Sahabi, A. Rezaeian, SO₂ pollution of heavy oil-fired steam power plants in Iran, Energy Policy 43 (2012) 456–465.
[2] C. Özkul, Heavy metal contamination in soils around the Tunçbilek Thermal Power Plant (Kütahya, Turkey), Environ. Monit. Assess. 188 (2016) 284.
[3] G. A. Idowu, E. A. Olonimoyo, A. M. Idowu, A. F. Aiyesanmi, Impact of gas and oil-fired power plants on proximal water and soil environments: case study of Egbin power plant, Ikorodu, Lagos State, Nigeria, SN Appl. Sci. 2 (2020) 1352.
[4] M. Jafari, A. Garakani, Techno-economic analysis of heavy fuel oil hydrodesulfurization process for application in power plants, Int. J. Oil Gas Sci. Technol. 10 (2021) 40–65.
[5] V. P. Beškoski, G. Gojgić-Cvijović, J. Milić, M. Ilić, S. Miletić, T. Šolević, M. M. Vrvić, Ex situ bioremediation of a soil contaminated by mazut – a field experiment, Chemosphere  83 (2011) 34–40.
[6] S. Kouravand, A. M. Kermani, Study of mechanical-biosystemic complications of mazut and new methods to reduce pollutants in Iranshahr power plant, Amirkabir J. Mech. Eng. 52 (2020) 419–436.
[7] M. S. Al-Masri, K. Haddad, A. W. Doubal, I. Awad, Y. Al-Khatib, Assessment of soil contamination by ²¹⁰Po and ²¹⁰Pb around heavy oil and natural gas fired power plants, J. Environ. Radioact. 132 (2014) 89–93.
[8] H.-J. Han, C.-W. Song, D. Yoon, J.-U. Lee, Soil pollution with heavy metals in the vicinity of coal-fired power plants in Taean and Seocheon, Chungnam Province, South Korea, Environ. Geochem. Health 47 (2024) 10.
[9] Ö. Ateş, T. Kadriye, Y. Gülser, K. Fatih, P. M. Özge, T. Serdar, V. A., R. Y., D. Özen, Ecological and contamination assessment of soil in the region of coal-fired thermal power plant, Int. J. Environ. Health Res. 33 (2023) 1558–1567.
[10] A. George, B. Shen, D. Kang, J. Yang, J. Luo, Emission control strategies of hazardous trace elements from coal-fired power plants in China, J. Environ. Sci. 93 (2020) 66–90.
[11] R. M. Hannun, A. H. Abdul Razzaq, Air pollution resulted from coal, oil and gas firing in thermal power plants and treatment: a review, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1002 (2022) 012008.
[12] R. Fouladi Fard, K. Naddafi, M. Yunesian, R. Nabizadeh Nodehi, M. H. Dehghani, M. S. Hassanvand, The assessment of health impacts and external costs of natural gas-fired power plant of Qom, Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (2016) 20922–20936.
[13] M. Sedghi, Evaluation of some heavy metals contaminated soils around the Shahid Salimi power plant, Neka, Mazandaran Province, Iran, Pol. J. Soil Sci. 52 (2019) 129.
[14] G. E. Rayment, D. J. Lyons, Soil chemical methods: Australasia, CSIRO Publishing, (2011).
[15] S. R. Olsen, Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate, U.S. Dept. Agric. (1954).
[16] J. B. Jones, Soil analysis handbook of reference methods, Taylor & Francis, (1999).
[17] J. R. Dean, Bioavailability, bioaccessibility and mobility of environmental contaminants, Wiley, (2007).
[18] P. R. Kannel, S. Lee, S. R. Kanel, S. P. Khan, Chemometric application in classification and assessment of monitoring locations of an urban river system, Anal. Chim. Acta 582 (2007) 390–399.
[19] T. Næs, P.B. Brockhoff, O. Tomic, Statistics for Sensory and Consumer Science, Wiley, (2010).
[20] P. Rožič, T. Dolenec, B. Baždarić, V. Karamarko, G. Kniewald, M. Dolenec, Major, minor and trace element content derived from aquacultural activity of marine sediments (Central Adriatic, Croatia), Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 19 (2012) 2708–2721.
[21] M. Nekoeinia, R. Mohajer, M. H. Salehi, O. Moradlou, Multivariate statistical approach to identify metal contamination sources in agricultural soils around Pb–Zn mining area, Isfahan province, Iran, Environ. Earth Sci. 75 (2016) 760.
[22] N.V Hidayati, P. Prudent, Asia, L. Vassalo, F. Torre, I. Widowati, A. Sabdono, A.D. Syakti, P. Doumenq, Assessment of the ecological and human health risks from metals in shrimp aquaculture environments in Central Java, Indonesia. Environ. Sci. Pollut. Res. 27 (2020) 41668–41687
[23] A. Esmaeili, F. Moore, B. Keshavarzi, N. Jaafarzadeh, M. Kermani, A geochemical survey of heavy metals in agricultural and background soils of the Isfahan industrial zone, Iran, Catena 121 (2014) 88–98.
[24] M. M.C.  Ferreira, Multivariate QSAR, J. Braz. Chem. Soc. 13(2002) 742-753