نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• کیمیا فتوت ¹
• لیلا خازینی ¹
• یوسفعلی عابدینی ²
• محمدرضا یوسفی ³

¹ گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

² گروه فیزیک و علوم محیط زیست دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

³ گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

سابقه و هدف
امروزه با گسترش فعالیت واحدهای صنعتی، غلظت آلاینده‌ها در هوا افزایش یافته و انسان‌ها از طریق تنفس، بلعیدن و جذب پوستی در معرض آن‌ها قرار می‌گیرند. در میان تمام آلاینده‌ها، فلزات سنگین به دلیل ماهیت سمی خود بسیار مورد توجه متخصصان ‌زیست-محیطی قرار گرفته‌اند. غلظت بالای فلزات سنگین در محیط‌زیست، می‌تواند خطر اثرات نامطلوب سلامتی انسان را افزایش دهد. شهرک صنعتی ناجی زنجان با فعالیت واحدهای ریخته‌گری مس و آلیاژهای آن، به عنوان یکی از منابع انتشار فلزات سنگین در هوای شهر زنجان می‌باشد؛ لذا ارزیابی غلظت و اثرات بهداشتی فلزات سنگین منتشره از شهرک مذکور، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
مواد و روش‌ها
به منظور ارزیابی غلظت و اثرات بهداشتی فلزات سنگین منتشره از واحدهای صنعتی شهرک صنعتی ناجی، نمونه‌برداری از کل ذرات معلق هوای شهرک مذکور و مناطق مجاور آن (10 ایستگاه)، طی دو دوره (بهمن 1399 و اردیبهشت 1400) انجام شده است. جهت شناسایی فلزات سنگین از آنالیز طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP-MS) استفاده شده است. در این آنالیز، فلزات سنگین نقره، آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، آهن، سرب، آنتیموان، وانادیم و روی شناسایی شده‌اند. همچنین در ادامه به ارزیابی خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی و غیر سرطانی ناشی از تنفس، بلعیدن و جذب پوستی فلزات سنگین موجود در ذرات معلق هوا برای دو گروه سنی کودکان و بزرگسالان پرداخته شده است.
نتایج و بحث
غلظت فلزات سنگین شناسایی شده‌ در بهمن 1399 و اردیبهشت 1400، با استانداردهای ملی کیفیت هوای محیط، مقایسه شد. نتایج حاصل از این مقایسه نشان داد که غلظت کروم و آهن در تمامی ایستگاه‌های شهرک صنعتی ناجی بالاتر از استاندارد است. همچنین، غلظت نقره، کادمیوم، کروم، مس، آهن، آنتیموان، وانادیم و روی در تمامی ایستگاه‌های مجاور شهرک صنعتی مذکور بالا‌تر از استاندارد می‌باشد. نتایج ارزیابی خطر ابتلا به بیماری‌های غیر سرطانی مواجهه با فلزات سنگین موجود در ذرات معلق هوا، در هر دو فصل زمستان و بهار، نشان داد که در تمامی ایستگاه‌ها مواجهه با فلزات سنگین هوا، خطری برای سلامت افراد جامعه ندارد. بیشترین خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی در فصل زمستان و بهار به ترتیب ناشی از مواجهه با آرسنیک (در ایستگاه 2، داخل شهرک صنعتی) و کادمیوم (در ایستگاه 4، داخل شهرک صنعتی) مشاهده شد. در فصل بهار، خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی ناشی از مواجهه با آرسنیک و کادمیوم در تمامی ایستگاه‌ها به جز ایستگاه 2 نسبت به فصل زمستان بیشتر مشاهده شد. این در حالی است که در فصل بهار، خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی ناشی از مواجهه با سرب در تمامی ایستگاه‌ها نسبت به فصل زمستان کمتر مشاهده شد. به طور کلی می‌توان بیان کرد که مقادیر شاخص خطر به دست آمده برای گروه سنی کودکان، بیشتر از گروه سنی بزرگسالان می‌باشد؛ لذا کودکان در مواجهه با فلزات سنگین هوا، بیشتر در معرض خطر ابتلا به انواع بیماری‌های سرطانی و غیر سرطانی قرار دارند.
نتیجه‌گیری
نتایج ارزیابی مواجهه فلزات سنگین منتشره از شهرک صنعتی ناجی بر سلامتی انسان، نشان می‌دهد که خطر ابتلا به بیماری‌های غیر سرطانی، افراد منطقه مورد مطالعه را تهدید نمی‌کند؛ اما خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی ناشی از آرسنیک و کادمیوم در اکثر ایستگاه‌های مورد بررسی بالا است.

کلیدواژه‌ها

• آلودگی هوا
• فلزات سنگین
• طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی
• خطر ابتلا به بیماری‌های سرطانی و غیر سرطانی

عنوان مقاله [English]

Investigation the concentration and health effects of heavy metals released from the industrial units of Naji Industrial Town

نویسندگان [English]

• kimia fotovvat ¹
• leila khazini ¹
• Yousefali Abedini ²
• Mohammadreza Yousefi ³

¹ Master student of chemical engineering, Faculty of Chemical and petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.

² Department of Physics and Environmental Sciences, University of Zanjan. Institute of Basic Sciences in Zanjan canter for Research climate change and global warming.IASBS.zanjan.iran

³ Assistant Professor of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran

چکیده [English]

Introduction
Today, with the expansion of the activity of industrial units, the concentration of pollutants in the air has increased and humans are exposed to them through inhalation, ingestion and dermal absorption. Among all pollutants, heavy metals have received a great deal of attention from environmentalists due to their toxic nature. High concentrations of heavy metals in the environment can increase the risk of adverse effects on human health. Activity of copper casting units and its alloys made Naji Industrial Town of Zanjan as a main source of heavy metals in the atmosphere; therefore, evaluating the concentration and health effects of heavy metals emitted from the town is of particular importance.
Materials and methods
To evaluate the concentration and health effects of heavy metals emittion from the industrial units of Naji Industrial Town, sampling of total suspended particles in the town and its adjacent areas (10 stations) was performed in January and May 2021. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was used to identify heavy metals. In this analysis identified heavy metals silver, arsenic, cadmium, chromium, copper, iron, lead, antimony, vanadium and zinc. The risk of cancer and non-cancerous diseases due to respiration, ingestion and skin absorption of heavy metals in total suspended particles is also evaluated for both age groups of children and adults.
Results and discussion
The concentrations of detected heavy metals were compared with national ambient air quality standards. The concentration of chromium and iron in all stations within Naji Industrial Town is higher than the standard level. Also, the concentrations of silver, cadmium, chromium, copper, iron, antimony, vanadium and zinc in all stations adjacent to the Industrial Town is higher than the standard. The results of assessing the risk of non-cancerous diseases by exposure to heavy metals in total suspended particles, both in winter and spring, showed that exposure to heavy metals in all stations does not pose a risk to public health. The highest risk of cancer in winter and spring was due to exposure to the arsenic (at station 2, inside the industrial town) and cadmium (at station 4, inside the industrial town), respectively. In spring, the risk of cancer due to exposure to arsenic and cadmium was higher in all stations except Station 2 than in winter. However, in the spring, the risk of cancer in all stations was lower than in the winter. The risk index values for the age group of children are higher than the age group of adults; therefore, children are more at risk for various types of cancer and non-cancerous diseases while exposing to heavy metals in the air.
Conclusion
The results of the assessment of exposure to heavy metals released from Naji Industrial Town on human health show that the risk of non-cancerous diseases does not threat the people of the study area; but the risk of cancer caused by the arsenic and cadmium is high at most of the stations surveyed.
Acknowledgement
This study was conducted with the financial support of the Small Industries and Industrial Towns Organization of Iran. We appreciate the support and cooperation of this organization. We are also grateful for the sincere cooperation of the agents of Naji Industrial Town of Zanjan and the Environmental Protection Organization of Zanjan Province.

کلیدواژه‌ها [English]

• Air pollution
• Heavy Metals
• Inductively coupled plasma mass spectrometry
• risk of cancerous and non-cancerous diseases