دوره 14، شماره 1 - ( 3-1405 )
جلد 14 شماره 1 صفحات 152-131 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hatami-Manesh M, Moradi A. Biomonitoring and source identification of heavy metal concentrations (Pb, Cr, Cu and Ni) in urban and industrial areas of Yasuj city using platanus orientalis leaves and Principal component analysis (PCA). J Environ Health Eng 2026; 14 (1) :131-152
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1151-fa.html
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1151-fa.html
حاتمی منش مسعود، مرادی علی. پایش زیستی و تعیین منشاء غلظت فلزات سنگین( سرب، کروم، مس و نیکل) در نواحی شهری و صنعتی شهر یاسوج با استفاده از برگ درخت چنار (Platanus orientalis) و تحلیل مولفه های اصلی (PCA). مجله مهندسی بهداشت محیط. 1405; 14 (1) :131-152
مسعود حاتمی منش*1 
، علی مرادی2
، علی مرادی2
1- دکتری آلودگی های محیط زیست، اداره کل حفاظت محیط زیست استان کهگیلویه و بویراحمد، اداره پایش و آزمایشگاه، یاسوج، ایران ، masoud_hatami68@yahoo.com
2- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
2- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
چکیده: (101 مشاهده)
زمینه و هدف: امروزه به دنبال سمیت و خطرات اکولوژیکی فلزات سنگین در محیطهای انسانی، سنجش غلظت و تعیین منشاء آنها بسیار ضروری است. از اینرو در مطالعه حاضر به تعیین منشاء و پایش زیستی غلظت فلزات سنگین (سرب، کروم، مس و نیکل) در نواحی شهری و صنعتی با استفاده از برگ درخت چنار(Platanus orientalis) و ارزیابی خطر اکولوژیکی فلزات در خاکهای سطحی شهر یاسوج پرداخته شد.
مواد و روشها: نمونهبرداری از برگ درخت چنار(Platanus orientalis) در ده منطقه شهری و چهار شهرک صنعتی به همراه خاک این نواحی (در مجموع ۴۶ ایستگاه) صورت گرفت. پس از آماده سازی و هضم اسیدی نمونهها، غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. همچنین جهت تعیین مشناء فلزات سنگین برگ درخت چنار در دو منطقه شهری و صنعتی، از آنالیز تحلیل مؤلفههای اصلی (PCA) استفاده شد.
یافتهها؛ روند تغییرات میانگین کلی غلظت فلزات سنگین برگ در نواحی شهری و صنعتی یکسان و به صورت کروم > سرب >مس > نیکل مشاهده شد. در نواحی صنعتی و شهری به ترتیب میزان غلظت فلزات کروم (۱۵/۱۹±۳۱/۰۳، ۱۰/۰۹±۲۸/۸۹)، سرب (۱۴/۷۹±۲۳/۶۴، ۲/۸۱±۱۱/۲۰)، مس (۶/۱۸±۱۴/۴۶، ۴/۱۰±۶/۳۲) و نیکل (۴/۹۳±۸/۳۲، ۲/۸۲±۵/۰۷) میلیگرم بر کیلوگرم بدست آمد. ریسک اکولوژیکی فلزات بیانگر وضعیت آلودگی پایین خاک بود. یافتهها نشان شاخص تغلیظ جامع فلزات (CBCI) در محدوده ۰/۱۰ ( ایستگاه شاهد) و ۰/۷۷ (نواحی آلوده) اندازهگیری گردید و بیشرین مقادیر شاخص تجمع فلز(MAI) به میزان ۹/۱۰ در نواحی شهری بدست آمد. نتایج تحلیل مولفههای اصلی (PCA) نشان داد غلظت فلزات سنگین در دو ناحیه شهری و صنعتی دارای همپوشانی قابل توجهی بوده است و باتوجه مولفه اول تحلیل PCA فلزات نیکل کروم و براساس مولفه دوم فلزات سرب و مس دارای منشاء به هم مرتبط هستند.
نتیجهگیری؛ براساس یافتهها میتوان نتیجه گرفت توزیع مکانی فلزات تجمع یافته در برگ درخت چنار و خاکهای سطحی نواحی مختلف شهر یاسوج بسته به منشاء آلایندگی، نوع و میزان فعالیتهای انسانی محلی و شدت حمل و نقل متفاوت می باشد. علاوه بر این نتایج تحلیل مولفههای اصلی (PCA) میتوان گفت غلظت فلزات سنگین در برگ چنار در دو ناحیه شهری و صنعتی دارای منشاء منشاء تقریبـاً یکسـان میباشند این همبستگی عمدتا، ناشی از انتشار ترافیکی، صنعت حمل و نقل و صنایع مرتبط با مصرف سوختهای فسیلی میباشد.
مواد و روشها: نمونهبرداری از برگ درخت چنار(Platanus orientalis) در ده منطقه شهری و چهار شهرک صنعتی به همراه خاک این نواحی (در مجموع ۴۶ ایستگاه) صورت گرفت. پس از آماده سازی و هضم اسیدی نمونهها، غلظت فلزات سنگین با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. همچنین جهت تعیین مشناء فلزات سنگین برگ درخت چنار در دو منطقه شهری و صنعتی، از آنالیز تحلیل مؤلفههای اصلی (PCA) استفاده شد.
یافتهها؛ روند تغییرات میانگین کلی غلظت فلزات سنگین برگ در نواحی شهری و صنعتی یکسان و به صورت کروم > سرب >مس > نیکل مشاهده شد. در نواحی صنعتی و شهری به ترتیب میزان غلظت فلزات کروم (۱۵/۱۹±۳۱/۰۳، ۱۰/۰۹±۲۸/۸۹)، سرب (۱۴/۷۹±۲۳/۶۴، ۲/۸۱±۱۱/۲۰)، مس (۶/۱۸±۱۴/۴۶، ۴/۱۰±۶/۳۲) و نیکل (۴/۹۳±۸/۳۲، ۲/۸۲±۵/۰۷) میلیگرم بر کیلوگرم بدست آمد. ریسک اکولوژیکی فلزات بیانگر وضعیت آلودگی پایین خاک بود. یافتهها نشان شاخص تغلیظ جامع فلزات (CBCI) در محدوده ۰/۱۰ ( ایستگاه شاهد) و ۰/۷۷ (نواحی آلوده) اندازهگیری گردید و بیشرین مقادیر شاخص تجمع فلز(MAI) به میزان ۹/۱۰ در نواحی شهری بدست آمد. نتایج تحلیل مولفههای اصلی (PCA) نشان داد غلظت فلزات سنگین در دو ناحیه شهری و صنعتی دارای همپوشانی قابل توجهی بوده است و باتوجه مولفه اول تحلیل PCA فلزات نیکل کروم و براساس مولفه دوم فلزات سرب و مس دارای منشاء به هم مرتبط هستند.
نتیجهگیری؛ براساس یافتهها میتوان نتیجه گرفت توزیع مکانی فلزات تجمع یافته در برگ درخت چنار و خاکهای سطحی نواحی مختلف شهر یاسوج بسته به منشاء آلایندگی، نوع و میزان فعالیتهای انسانی محلی و شدت حمل و نقل متفاوت می باشد. علاوه بر این نتایج تحلیل مولفههای اصلی (PCA) میتوان گفت غلظت فلزات سنگین در برگ چنار در دو ناحیه شهری و صنعتی دارای منشاء منشاء تقریبـاً یکسـان میباشند این همبستگی عمدتا، ناشی از انتشار ترافیکی، صنعت حمل و نقل و صنایع مرتبط با مصرف سوختهای فسیلی میباشد.
واژههای کلیدی: پایش زیستی، فلزات سنگین، تحلیل مولفههای اصلی (PCA)، شاخص های تغلیظ جامع فلزات(CBCI) و شاخص تجمع فلز (MAI)، شهر یاسوج
فهرست منابع
1. Yang Q, Guo J, Wang D, Yu Y, Dou W, Liu Z, et al. Occurrence of Trace Heavy Metals in Leaves of Urban Greening Plants in Fuxin, Northeast China: Spatial Distribution & Plant Purification Assessment. Sustainability. 2022;14(14):8445. [DOI:10.3390/su14148445]
2. Bierza K, Bierza W. The effect of industrial and urban dust pollution on the ecophysiology and leaf element concentration of Tilia cordata Mill. Environmental Science and Pollution Research. 2024;31(48):58413-29. [DOI:10.1007/s11356-024-34999-9]
3. Hrotkó K, Gyeviki M, Sütöriné DM, Magyar L, Mészáros R, Honfi P, et al. Foliar dust and heavy metal deposit on leaves of urban trees in Budapest (Hungary). Environmental geochemistry and health. 2021;43(5):1927-40. [DOI:10.1007/s10653-020-00769-y]
4. Isinkaralar O, Isinkaralar K, Ambade B. Assessment of societal health risks: spatial distribution and potential hazards of toxic metals in street dust across diverse communities. Water, Air, & Soil Pollution. 2024;235(5):302. [DOI:10.1007/s11270-024-07104-6]
5. Mohtadi A, Hatami-Manesh M. Assessment of resistance and biochemical responses of tree species as a biomonitor of heavy metals pollution in an urban-industrial setting (Yasouj, Iran). Chemosphere. 2025;378:144402. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2025.144402]
6. Elkaee S, Shirvany A, Moeinaddini M, Sabbagh F. Assessment of particulate matter, heavy metals, and carbon deposition capacities of urban tree species in Tehran, Iran. Forests. 2024;15(2):273. [DOI:10.3390/f15020273]
7. Isinkaralar K, Isinkaralar O, Koç İ, Özel HB, Şevik H. Assessing the possibility of airborne bismuth accumulation and spatial distribution in an urban area by tree bark: A case study in Düzce, Türkiye. Biomass conversion and biorefinery. 2024;14(18):22561-72. [DOI:10.1007/s13399-023-04399-z]
8. Sawidis T, Breuste J, Mitrovic M, Pavlovic P, Tsigaridas K. Trees as bioindicator of heavy metal pollution in three European cities. Environmental pollution. 2011;159(12):3560-70. [DOI:10.1016/j.envpol.2011.08.008]
9. Vasile D, Enescu R, Apafaian A, Coman S, Scarlatescu V, Crisan V. Bioaccumulation of long-term atmospheric heavy metal pollution within the Carpathian arch: monumental trees and their leaves memoir. iForest-Biogeosciences and Forestry. 2024;17(6):370. [DOI:10.3832/ifor4611-017]
10. Teiri H, Pourzamani H, Hajizadeh Y. Phytoremediation of VOCs from indoor air by ornamental potted plants: a pilot study using a palm species under the controlled environment. Chemosphere. 2018;197:375-81. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2018.01.078]
11. Xu J, Jing B, Zhang K, Cui Y, Malkinson D, Kopel D, et al. Heavy metal contamination of soil and tree-ring in urban forest around highway in Shanghai, China. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2017;23(7):1745-62. [DOI:10.1080/10807039.2017.1340826]
12. Mezghani I, Trabelsi L, Touiti R, Abdallah FB, Rouina BB, Elloumi N. Comparative responses of Hibiscus rosa-sinensis L. and Ficus microcarpa L. to industrial air pollution: implications for biomonitoring and urban greening in contaminated environments. Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration. 2026;11(2):74. [DOI:10.1007/s41207-025-01035-2]
13. Jorjani S, Karakaş FP. Physiological and biochemical responses to heavy metals stress in plants. International Journal of Secondary Metabolite. 2024;11(1):169-90. [DOI:10.21448/ijsm.1323494]
14. Hassan RF, Jeber JN, Kareem FT. Determination of some heavy metals concentrations in green and yellow wheat crops from Iraqi fields: a comparative analysis of heavy metal accumulation. Environmental Monitoring and Assessment. 2025;197(5):1-14. [DOI:10.1007/s10661-025-13981-z]
15. Yap C, Ismail A, Tan S, Omar H. Correlations between speciation of Cd, Cu, Pb and Zn in sediment and their concentrations in total soft tissue of green-lipped mussel Perna viridis from the west coast of Peninsular Malaysia. Environment international. 2002;28(1-2):117-26. [DOI:10.1016/S0160-4120(02)00015-6]
16. MR C, EG. G. Soil sampling and methods of analysis: . CRC press. 2007.
17. Zhao X, Liu J, Xia X, Chu J, Wei Y, Shi S, et al. The evaluation of heavy metal accumulation and application of a comprehensive bio-concentration index for woody species on contaminated sites in Hunan, China. Environmental Science and Pollution Research. 2014;21(7):5076-85. [DOI:10.1007/s11356-013-2393-3]
18. Liu Y-J, Zhu Y-G, Ding H. Lead and cadmium in leaves of deciduous trees in Beijing, China: development of a metal accumulation index (MAI). Environmental Pollution. 2007;145(2):387-90. [DOI:10.1016/j.envpol.2006.05.010]
19. Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water research. 1980;14(8):975-1001. [DOI:10.1016/0043-1354(80)90143-8]
20. Ali MM, Ali ML, Islam MS, Rahman MZ. Preliminary assessment of heavy metals in water and sediment of Karnaphuli River, Bangladesh. Environmental nanotechnology, monitoring & management. 2016;5:27-35. [DOI:10.1016/j.enmm.2016.01.002]
21. Weinmayr G, Pedersen M, Stafoggia M, Andersen ZJ, Galassi C, Munkenast J, et al. Particulate matter air pollution components and incidence of cancers of the stomach and the upper aerodigestive tract in the European Study of Cohorts of Air Pollution Effects (ESCAPE). Environment international. 2018;120:163-71. [DOI:10.1016/j.envint.2018.07.030]
22. Pavlović M, Rakić T, Pavlović D, Kostić O, Jarić S, Mataruga Z, et al. Seasonal variations of trace element contents in leaves and bark of horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) in urban and industrial regions in Serbia. Archives of Biological Sciences. 2017;69(2):201-14. [DOI:10.2298/ABS161202005P]
23. Solgi E, Abbasitabar H, Hasanvand F, Bakhshi F. Spatial distribution and risk assessment of heavy metals in soil and leaf of pistachio trees (Case Study: Kabootar Khaneh-Rafsanjan). Iranian Journal of Forest. 2024;16(2):243-56.
24. Kleckerova A, Docekalová H. Dandelion plants as a biomonitor of urban area contamination by heavy metals. 2014.
25. Badamasi H. Urban roadside trees as eco-sustainable filters of atmospheric pollution: A review of recent evidence from atmospheric trace elements deposition. New Paradigms in Environmental Biomonitoring Using Plants. 2022:73-94. [DOI:10.1016/B978-0-12-824351-0.00004-3]
26. Ma LQ, Komar KM, Tu C, Zhang W, Cai Y, Kennelley ED. A fern that hyperaccumulates arsenic. Nature. 2001;409(6820):579-. [DOI:10.1038/35054664]
27. Uka UN, Belford EJ, Elebe FA. Effects of road traffic on photosynthetic pigments and heavy metal accumulation in tree species of Kumasi Metropolis, Ghana. SN Applied Sciences. 2021;3(1):131. [DOI:10.1007/s42452-020-04027-9]
28. Lu X, Wang L, Li LY, Lei K, Huang L, Kang D. Multivariate statistical analysis of heavy metals in street dust of Baoji, NW China. Journal of hazardous materials. 2010;173(1-3):744-9. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2009.09.001]
29. Apeagyei E, Bank MS, Spengler JD. Distribution of heavy metals in road dust along an urban-rural gradient in Massachusetts. Atmospheric Environment. 2011;45(13):2310-23. [DOI:10.1016/j.atmosenv.2010.11.015]
30. Piscitello A, Bianco C, Casasso A, Sethi R. Non-exhaust traffic emissions: Sources, characterization, and mitigation measures. Science of the Total Environment. 2021;766:144440. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.144440]
31. Sinha A, Ischia G, Menapace C, Gialanella S. Experimental characterization protocols for wear products from disc brake materials. Atmosphere. 2020;11(10):1102. [DOI:10.3390/atmos11101102]
32. Adamiec E, Jarosz-Krzemińska E, Wieszała R. Heavy metals from non-exhaust vehicle emissions in urban and motorway road dusts. Environmental monitoring and assessment. 2016;188(6):369. [DOI:10.1007/s10661-016-5377-1]
33. Panko J, Kreider M, Unice K. Review of tire wear emissions: a review of tire emission measurement studies: identification of gaps and future needs. Non-exhaust emissions. 2018:147-60. [DOI:10.1016/B978-0-12-811770-5.00007-8]
34. Li C, Wang Z, Li B, Peng Z-R, Fu Q. Investigating the relationship between air pollution variation and urban form. Building and Environment. 2019;147:559-68. [DOI:10.1016/j.buildenv.2018.06.038]
35. Ghasemi Aghbash F, Mortazavi S, Naderi R. Distribution of Heavy Metals in Leaf and Bark of Trees Used in Urban Forestry of Hamadan. Environmental Researches. 2020;10(20):105-14.
36. Romiayei L pK. Study of heavy metal accumulation in water, surface sediment and 4 aquatic plant species of Karkheh River. Wetland Ecobiology. 2017;9(3):69-84.
37. Mortazavi S, Ghasemi Aghbash F, Naderi Motiy R. The feasibility of biomonitoring of heavy metals by wooden species of urban areas. Forest Research and Development. 2019;5(1):55-71.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
