نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده عمران، موسسه آموزش عالی غیرانتفاعی لامعی گرگانی، گرگان، ایران

3 گروه محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف:
پایش کیفیت آب­ های زیرزمینی در اطراف محل دفن زباله از لحاظ محیط زیستی بسیار مهم می­ باشد. به ­دلیل زیادی جمعیت و بالا رفتن سطح زندگی و پیشرفت تکنولوژی، مواد زائد جامد گوناگون حاصل از فعالیت­ های انسانی و صنعتی در حال افزایش می­ باشد. هدف از این پژوهش، بررسی کیفیت شیمیایی و غلظت عناصر سنگین سرب، کادمیوم، روی و مس در آب چاه ­های اطراف محل دفن زباله آزادشهر می ­باشد.
مواد و روش ­ها:
در این تحقیق بمنظور بررسی میزان غلظت فلزهای سنگین در منابع آب­های زیرزمینی اطراف محل دفن زباله شهرستان آزادشهر، نمونه­ برداری آب از 7 حلقه چاه عمیق اطراف محل دفن زباله انجام شد. نمونه ­برداری در فصل بهار و تابستان سال 1396  به ­صورت هر فصل یک نمونه انجام شد. نمونه ­برداری در بطری­ های شیشه ­ای مطابق روش استاندارد متد برداشته شد و در مجاورت یخ، بلافاصله به آزمایشگاه شیمی آب و فاضلاب دانشکده بهداشت منتقل شد. پس از تهیه محلول استاندارد خاص هر یک از عنصرهای سنگین، با استفاده از دستگاه پلاروگراف1 متروم غلظت عناصر سرب، کادمیوم، مس و روی نمونه ­ها بر حسب میکروگرم در لیتر خوانده شد. پس از تعیین غلظت پارامترهای بالا و آنالیزهای آماری و رسم گراف­ های مربوطه توسط نرم افزار­های Excel و SPSS نسبت به تحلیل نتایج و مقایسه غلظت­ها در پایین ­دست و بالا­دست اقدام گردید.
نتایج و بحث:
نتایج نشان می ­دهد میزان سرب آب چاه ­های اطراف محل دفن زباله 2/1 ±3/1 میکروگرم در لیتر و میزان کادمیوم 37/0 ±1/1 میکروگرم در لیتر می­ باشد که از لحاظ آماری تفاوتی بین فصل بهار و تابستان وجود ندارد. مطابق استاندارد 1053 کشور بیشترین میزان سرب و کادمیوم برای آب­های شرب به ­ترتیب 10 و 3 میکروگرم در لیتر می ­باشد که با این حساب میزان سرب و کادمیوم در محدوده مجاز قرار می­ گیرد. میزان مس آب چاه­ های اطراف محل دفن زباله 21/5 ±22/5 میکروگرم در لیتر می ­باشد و از لحاظ آماری تفاوتی بین فصل بهار و تابستان وجود ندارد. همچنین مطابق استاندارد 1053 کشور و WHO2 میزان حداکثر مجاز مس برای آب ­های شرب معادل به­ ترتیب 2 میلی ­گرم در لیتر و 1 میلی­ گرم در لیتر می ­باشد که با این حساب، مس آب چاه ­های اطراف در محدوده مجاز قرار می­ گیرند. هر چند اختلاف آماری معنی­ داری بین مس آب­های بالادست با پائین ­دست وجود ندارد، ولی مقدار آن در چاه­ های پائین ­دست حدود 27/1 برابر نسبت به چاه ­های بالادست می­ باشد که می ­تواند به ­دلیل نفوذ مواد آلی شیرابه به آب ­های زیر­زمینی باشد. میزان روی آب چاه­ های اطراف محل دفن زباله 31/5 ±1/23 میکروگرم در لیتر می­ باشد که از لحاظ آماری تفاوتی بین فصل بهار و تابستان وجود ندارد. مطابق استاندارد 1053 کشور میزان حداکثر مجاز روی برای آب­های شرب معادل 3 میلی­ گرم در لیتر می ­باشد. هر چند اختلاف آماری معنی ­داری بین روی آب­ های بالادست با پائین­ دست وجود ندارد، ولی مقدار آن در چاه­ های پائین ­دست حدود 16/1 برابر نسبت به چاه­ های بالادست می­ باشد که باز هم می ­تواند به ­دلیل نفوذ مواد آلی شیرابه به آب­ های زیرزمینی باشد.
نتیجه ­گیری:
نتایج این تحقیق نشان می­ دهد که غلظت پارامترهای شیمیایی آب چاه­ های اطراف محل دفن زباله در زیر حد استاندارد آب شرب کشور قرار دارد. همچنین غلظت همه عناصر در چاه­ های پایین ­دست بیشتر از چاه ­های بالادست اندازه­ گیری شد. از آنجایی که آزادشهر یک منطقه کشاورزی است، بنابراین آلودگی آب­ های زیرزمینی که در کشاورزی مورد استفاده قرار می­ گیرد، می­ تواند منجر به انتقال فلزهای سنگین از طریق محصول­ های کشاورزی به انسان گردد، بنابراین باید تمهیدات سختگیرانه ­ای برای جلوگیری از آلودگی آب­های زیرزمینی منطقه اعمال گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effects of landfill on the concentration of heavy metals in groundwater (case study: Azadshahr)

نویسندگان [English]

  • Sara Abdollahi 1
  • Seyed Mohammad Hossein Hosseini 2
  • Reyhane Dehghan 3

1 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran

2 Department of Environmental Engineering, Faculty of Civil Engineering, Non-Profit Higher Education Institute Lamie Gorgani, Gorgan, Iran

3 Department of Environment, Faculty of Environmental Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction:
Monitoring the quality of groundwater around the landfill is very important for environmental health. Due to the increase in the population and their living standards and technological advances, the amount of solid wastes from human and industrial activities are increasing. The aim of this study was to investigate the amount of heavy metals e.g. lead, cadmium, copper, and zinc in water wells near Azadshahr (in Golestan province) Landfill.
Material and methods:
In this research, to investigate the concentration of heavy metals in groundwater resources around the landfill site of Azadshahr city, sampling of water was carried out from seven deep wells around the landfill site in spring and summer of 2016. Sampling was carried out in accordance with standard methods. Samples were immediately transferred to the water and wastewater laboratory of the School of Public Health in Gorgan University of Medical Sciences, in glass bottles surrounded by ice. After preparation of the standard solution of each heavy element, the concentration of lead, cadmium, copper and zinc elements was read in micrograms per liter using the metrological polarogram. After determining the concentration of the above parameters, statistical analysis and drawing of the corresponding graphs were performed by Excel and SPSS software to analyze the results and compare the concentrations in downstream and upstream.
Results and discussion:
The results showed that the amount of lead in the wells around the landfill was 3.1± 2.1 μg/l and cadmium content was 1.1± 0.37 μg/l, which was not statistically different between spring and summer. According to the standard of 1053 countries, the maximum lead and cadmium levels for drinking water are 10 and 3 μg.l, respectively, which demonstrates that our calculations are within the allowable range. The copper content of wells around landfill was 5.22 ± 5.21 μg/l and there was no statistical difference between spring and summer. Also, according to the standard of 1053 countries and WHO, the maximum allowable amount of copper for drinking water is 2 and 1 mg.l, respectively. So, the copper content of the studied water was within the allowable range. Although there was no statistically significant difference between upstream and downstream copper, its content in downstream wells was about 1.27 times more than that of upstream wells. This may be due to the organic matter penetration into the groundwater. The amount of zink in the wells around the landfill was 23.1 ± 5.31 μg/l, which was not statistically different between spring and summer. According to the standard of 1053 countries, the maximum allowable amount of zink for drinking water is 3 mg/l. Although there was no statistically significant difference between the upstream and downstream waters, its value in the downstream wells was about 1.16 times higher than that of the upstream wells, which can still be due to infiltration organic substances leach into the groundwater.
Conclusion:
The results of this study showed that the concentration of chemical parameters of water wells around the landfill was below the drinking water standard of the country. Also, the concentration of all elements in downstream wells was calculated more than the upstream wells. Since the Azadshahr is an agricultural area, the groundwater pollution that is used in agriculture can transfer heavy metals to humans through agricultural products and, therefore, strict measures should be taken to prevent groundwater contamination in the area. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • landfill
  • Cadmium
  • Azadshahr
  • Lead

Abbasi, S., Mohammadi, K., Kholghi, M. and Harward, K., 2013. Aquifer vulnerability assessments using DRASTIC. Weights of Evidence and the Analytic Element Method Hydrological Science Journal. 58, 186-197.

Abdollahi, S., 2015. The studing of falling dust quantitative changes of Zahedan during winter 2014-Spring 2015. MSc. Thesis. Yazd University, Iran.

Abedi Kohpayi, J., 2001. Impact of Mashhad Landfill on ground water contamination. 4th National Conference on Environmental Health. 21th March, Yazd, Iran. pp. 714-720. (In Persian with English abstract).

Ahmadizadeh Fini, A., Razmand, N. and Zamani, A.A., 2014. Investigating the concentration of heavy metals (cadmium, lead, zinc) in drinking water supply sources in Bandar Abbas villages. Hormozgan Medical Journal. 18(3), 239-245. (In Persian with English abstract).

Baghvand, A., Nasirzadeh, R., Abdoli, M.A. and Vosough, A., 2015, Contamination of groundwater around landfills (case study: Takestan landfill). Ecology. 41, 909-921. (In Persian with English abstract).

Anonymous, 2014. Copper and the Environment. Available online at: http:// www. ngdir.ir/GeoportalInfo/PSubjectInfo Detail. Asp PID=161.

Dadsetan, A., Khorsandi-Aghaie, A., Yaghoubi, M. and Mousavi, M., 2017. The impact of landfill leachate on groundwater Bojnoord with an emphasis on heavy metal concentrations. In Proceedings 4th International Conference on Environmental Planning and Management, 23th- 24th May, Faculty of Environment, University of Tehran. (In Persian with English abstract).

Ebrahimi, A., Ahrampoosh, M.H., Ghaneian, M.T. and Davari, M., 2010. Evaluation of chemical quality of groundwater near the landfill site of Yazd city in 2009. Journal of Health Research. 6, 1048- 1056. (In Persian with English abstract).

Farias, S.S., Casa, V.A., Vazquez, C., Ferpozzi, L., Pucci, G.N. and Cohen, I.M., 2003. Natural contamination with arsenic and other trace elements in ground waters of Argentine Pampean Plain. Science of the Total Environment. 309(1-3), 187-199.

Harter, T., 2003. Groundwater Quality and Groundwater Pollution. UCANR Publications, University of California, USA.

Anonymous, Iranian National Standard (INS), 1985. The characteristics of drinking water, in, The Institute Standard and Industrial Research of Iran 4th Standard No. 1053. Available online at: https://vct.iums.ac.ir/uploads/payvast1_ab_1053.pdf.

Jafari, K., Hafezi-Moghaddas, N., Mazloumi, A.R. and Ghezee, A., 2016. Investigation of heavy metals pollution downstream of Ardabil municipal landfill. Environmental Studies. 42(3), 489-506.

Karbasi, M., Karbasi, E., Saremi, A. and Ghorbanizade-Kharazi, H., 2010. Determination of heavy metals concentration in drinking water resources of Aleshtar in 2009. Yafteh Journal. 12(1), 10-12. (In Persian with English abstract).

Khodaverdi, H., 2006. Modeling of green refining of contaminated soils of Cd and Pb. Ph.D. Thesis. Faculty of Agriculture, Tarbiat Modarres University, Iran.

Kwame Boateng, T., Opoku, F. and Akoto, O., 2019. Heavy metal contamination assessment of groundwater quality: a case study of Oti landfill site, Kumasi. Applied Water Science. 9, 1-15.

Maiti, D., Hazra, S.K. and Dutta, A., 2017. Evaluation of the impact of landfill leachate on groundwat quality in Kolkata, India. Pollution. 3(3), 443- 452.

Modabber, B., Alighadri, M. and Rahmani, K., 2018. Evaluation of groundwater quality around the solid waste transfer station Ardabil. Journal of Environmental Health Engineering. 5(3), 277-85. (In Persian with English abstract).

Mor, S., Ravindra, K., Dahiya, R.P. and Chandra, A., 2006. Leachate characterization and assessment of groundwater pollution near municipal solid waste landfill site. Environemntal Monitoring Assessessment. 118(1–3), 435–456.

Mukherjee, A., Sengupta, M.K., Hossain, M.A., Ahamed, S., Das, B. and Nayak, B., 2006. Arsenic contamination in groundwater: a global perspective with emphasis on the Asian scenario. Journal of Health, Population and Nutrition. 24(2), 142-163.

Pishkar Dehkordi, A.R., 2004. Survey the possible effects of industrial wastewater disposal lagoon steel on groundwater chemical quality of the surrounding. MSc. Thesis. Isfahan University of Medical Sciences, MUI, Iran.

Rahimi, M., 2000. Need for standardization of urban waste management system. The first Conference to Promote the Development and Standard, 23th-24th October, Institute of Iran Standards and Industrial Research, Tehran, Iran. pp. 289-292.

Rajkumar, N., Subramani, T. and Elango, L., 2010. Groundwater contamination due to municipal Solid waste disposal – a GIS based study in erode city. International Journal of Environmental Science. 1, 39-54.

Raghimi, M.M., Shahpasandzadeh, M. and Seyed khademi, S.M., 2004. Investigation of the chemical quality of groundwater near the solid waste landfill site of Gorgan. Journal of Environmental Research. 35, 77-84. (In Persian with English abstract).

Rezaei, R., Maleki, A., Safari, M. and Ghavami, A., 2010. Assessment of chemical pollution of groundwater resources in downstream areas of Sanandaj city landfill. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences. 15, 89-98. (In Persian with English abstract).

Shirani, Z., Abbaspour, M., Javid, A.M. and Taghavi, L., 2013. Assessment of groundwater pollution sources in the urban environment (case Study: Tehran Municipality of District 14). Journal of Human & Environment. 11(24), 1-16. (In Persian with English abstract).

Wakida, F.T. and Lerner, D.N., 2005. Non-agricultural sources of groundwater nitrate: a review and case study. Water Research. 39, 3-16.

WHO, 1997. Drinking water quality guidelines _ recommendations. Available online at: https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/2edaddvol2a.pdf.

W.H.O., 2004. Guidelines for drinking-water quality, World Health Organization. Available online at: https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/GDWQ2004web.pdf.