بررسی پراکنش و منشأ هیدروکرین‌های آروماتیک حلقوی (PAHs) در رسوبات سطحی رودخانه چالوس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، رودهن، ایران

2 کارشناس ارشد، گروه علوم محیط زیست دانشکده محیط زیست و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 کارشناس ارزیابی اکوسیستم ها و محیط زیست سازمان شیلات ایران، تهران، ایران

10.22034/jewe.2021.267103.1500

چکیده

هیدروکربن‌های آروماتیک حلقوی از آلاینده‌های آلی مهم بوم‌سازگان آبی به شمار می‌روند و از فرآیندهای طبیعی و انسانی تولید می‌شوند. هدف از انجام این پژوهش تعیین غلظت و پراکنش هیدروکربن­های آروماتیک حلقوی و منشأ این ترکیبات در رسوبات سطحی رودخانه حفاظت‌شده چالوس در استان مازندران است. نمونه‌برداری رسوبات سطحی بستر رودخانه­ از چهار ایستگاه واقع در مسیر رودخانه (دارکلا، پل رینگ اول، پل آب‌نمای چالوس و مصب رودخانه) صورت گرفت. استخراج و آنالیز ترکیبات PAHs با روش استاندارد سوکسله، طی دو مرحله کروماتوگرافی ستونی و دستگاه کروماتوگرافی گازی- طیف‌سنجی جرمی انجام شد. بیش­ترین میزان کل این ترکیبات (PAH∑) در رسوبات سطحی بستر رودخانه در مصب رودخانه با غلظت ng/g 30/144 ± 8/903 و کم­ترین غلظت، در ایستگاه دارکلا با غلظت ng/g 35/19 ± 71/51 مشاهده شد. روند تجمع ترکیبات PAHs در رسوبات سطحی رودخانه نشان داد که از بالادست رودخانه به پایین‌دست غلظت PAHs∑ افزایش می‌یابد. تعیین منشأ ترکیبات PAHs در رسوبات سطحی بستر رودخانه با استفاده از نسبت‌های تشخیصی ایزومری نشان داد منشأ ترکیبات PAHs در رودخانه، اختلاطی از منابع پتروژنیک و پایروژنیک با غالبیت پتروژنیک بود. رسوبات سطحی رودخانه بر اساس رهنمود کیفیت رسوب NOAA، به‌استثنای ایستگاه دارکلا که در بالادست رودخانه چالوس واقع‌شده و دارای آلودگی کم بود، در سایر ایستگاه‌های موردمطالعه در رودخانه در محدوده آلودگی متوسط قرار داشتند. ورود پساب‌های کشاورزی مزارع اطراف، افزایش جمعیت و وسایط نقلیه در منطقه باعث افزایش ترکیبات PAHs در رسوبات رودخانه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Distribution and Origin of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Chalous River Surface Sediments

نویسندگان [English]

  • Azita Behbahaninia 1
  • Alireza Mashayekhi 2
  • Ali Azimi 3
1 Assist. Professor, Department of Environment, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Roudhan Branch, Roudhan, Iran
2 M.Sc., Department of Environment, Faculty of Environment and Natural Resource, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
3 PhD Alumni, Iran Fisheries Organization, Tehran, Iran
چکیده [English]

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are among the important organic pollutants in the aquatic ecosystems generally generated by natural and human processes. The purpose of this study was to determine the concentration and distribution of PAHs and the origin of these compounds in the surface sediments of the Protected Chalous River in Mazandaran Province. Sampling of surface sediments of the riverbed was performed at four stations located along the river (Darkala, first ring bridge, Chalous fountain bridge and estuary). The extraction and analysis of PAHs was performed using standard Soxhlet method in two stages: column chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. The highest and lowest total amount of these compounds (∑PAHs) was observed in the surface sediments of the riverbed at the estuary and Darkala stations (903.8±144.30 and 51.71±19.33 ng/g) respectively. The trend of accumulation of PAHs in the surface sediments showed that the ∑PAHs concentration increased from the upstream to downstream in the river. Determining the origin of PAHs in surface sediments of the riverbed using isomeric diagnostic ratios showed that the origin of PAHs in the river was a mixture of petrogenic and pyrogenic sources with petrogenic dominance. According to the NOAA sediment quality standard, the sediments samples were in the range of moderate pollution in the studied stations, except at Darkala station, located upstream of Chalous river and had low pollution. The influx of agricultural effluents from the surrounding farms, the increase in population and vehicles in the area has led to an increase in the composition of PAHs in river sediments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chalous River
  • Surface Sediment
  • origin
  • PAHs
Azimi, A., Riahi Bakhtiari, A. and Tauler, R. (2020). Polycyclic aromatic hydrocarbon source fingerprints in the environmental samples of Anzali-South of Caspian Sea. Environ. Sci. Pollut. Res., 27(26), 32719-32731.
Azimi, A., Riahi Bakhtiari, A. and Tauler, R. (2018). Chemometrics analysis of petroleum hydrocarbons sources in the street dust, runoff and sediment of urban rivers in Anzali port – South of Caspian Sea. Environ. Pollut., 243, 374-382.
Baird, C. (2010). Environmental Chemistry. Freeman company publication. Third edition. London National University Environment Association.  248 pp.
Beliaeff, B., O’Connor, T., Munschy, C., Raffin, B. and Claisse, D. (2002). Comparison of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon levels in mussels and oysters in France and United states. Environ. Toxicol. Chem., 21(9), 1783–1787.
Boitsov, S., Jensen, H. K. B. and Klungsøyr, J. (2009). Natural background and anthropogenic inputs of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in sediments of the South-Western Barents Sea. Marine Environ. Res., 68, 236-245.
Bouloubassi, I., Fillaux, J. and Saliot, A. (2001). Hydrocarbons in surface sediments from the Changiang (Yangtze river) estuary, east China Sea. Marine Pollut. Bull., 42,1335-1346.
Bin, J., Hai-long, Z., Guo-qiang, H., Hui, D., Xin-gang, L., Hong-tu, S. and Rui, L. (2007). Characterization and distribution of polycyclic aromatic hydrocarbon in sediments of Haihe River, Tianjin, China. J. Environ.  Sci., 19, 306–311.
De Luca G., Furesi A., Micera G., Panzanelli A., Piu P.  C., Pilo M., Spano, N., Sanna, G. and Sanna, G.  (2005).  Nature, distribution and origin of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the sediments of Olbia harbor (Northern Sardinia, Italy). Marine pollut. Bull., 50, 1223-1232.
Grova, N., Feidt, C., Crepineau, C., Laurent, C., Lafargue, P. E., Hachimi, A., Rychen, G. and Agric, J. (2002). Detection of polycyclic aromatic hydrocarbon levels in milk collected near potential contamination sources. J. Agric. Food Chem., 50(16), 4640-4652.
Honda, M. and Suzuki, N. (2020) Toxicities of polycyclic aromatic hydrocarbons for aquatic animals. Environ. Res.  Public Health, 7(4), 1363-1378.
Lang, Y. H., Yang, X., Wang, H., Yang, W., Li, G. L. (2013). Diagnostic ratios and positive matrix factorization to identify potential sources of PAHs in sediments of the Rizhao Offshore, China. Polycyc. Arom. Compound., 33, 161–172.
Leite, N. F., Peralta Zamora, P. and Grassi, M. T. (2011). Distribution and origin of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sediments from an urban river basin at the Metropolitan Region of Curitiba, Brazil. J. Environ. Sci., 23, 904-911.
Liang, Y., Tse, M. F., Young, L. and Wong, M. H. (2007). Distribution patterns of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the sediments and fish at Mai Po Marshes Nature Reserve, Hong Kong. Water. Res., 41, 1303–1311.
Loganathan, P., Vigneswaran, S. and Kandasamy, J. (2013). Road deposited sediments; a critical review of their characteristics, source apportionment and management, Crit. Rev. Environ. Sci.  Tech., 43, 1315-1348.
Masood, N., Zakaria, M. P., Halimoon, N., Aris, A. Z., Magam, S. M., Kannan, Mustafa, N. S., Ali, M. M., Keshavarzifard, M., Vaezzadeh, V., Alkhadher, A. S. A. and Al-Odaini, N. A. (2015). Anthropogenic waste indicators (AWIs), particularly PAHs and LABs, in Malaysian sediments: Application of aquatic environment for identifying anthropogenic pollution. Marine Pollut. Bull., 23, 243-255.
McCready, S., Slee, D. J., Birch, G. F. and Taylor, S. (2000). The distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in surficial sediments of Sydney Harbour, Australia. Mar. Pollut. Bull., 40, 999–1006.
Md Suhaimi, E., Ab. Khalik, W., Zaleha, H., Wee Boon, S., Mohd Suhaimi, H., Shamsiah Abd, R., Nazaratul, A. A. S. and Ariffin, T. (2007). Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) contamination in the sediments of east coast Peninsular Malaysia. Malaysia. J. Anal. Sci., 11(1), 70-75.
Mohammadi, M. and Ebrahimi, Z. (2017) Source identification and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in coastal sediment of Caspian Sea; Guilan Province. J. Mazandaran Uni. Med. Sci., 27(155),128-140 [In Persian].
Motelay-Massei, A., Garban, B., Tiphagne-larcher, K., Chevreuil, M. and Ollivon, D. (2006). Mass balance for polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban watershed of Le Havre (France): Transport and fate of PAHs from the atmosphere to the outlet. Water Res., 40, 1995– 2006.
Peng, Z., Jinming, S., Jie, F., Zhigang, L., Xuegang, L. and Huamao, Y. (2009). One century record of contamination by polycyclic aromatic hydrocarbons and 169 polychlorinated biphenyls in core sediments from the southern Yellow Sea. J.  Environ. Sci., 21, 1080-1088.
Readman J. W., Fillmann G., Tolosa I., Bartocci J., Villeneuve J. P., Catinni C. and Mee, L. D. (2002). Petroleum and PAH contamination of the Black Sea. Marine. Pollut. Bull., 44(1), 48-62.
Riyahi Bakhtiari, A. R., Zakaria, M. P., Yaziz, M. I., Lajis M. N. H., Bi, X. H. and Rahim, M. C. A. (2009). Vertical distribution and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons in anoxic sediment cores of Chinilake, Malaysia: Perylene as indicator of land plant-derived hydrocarbons. Appl. Geochem., 24(9), 1777-1787
Soclo, H. H., Garrigues, P. H. and Ewald, M. (2000). Origin of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in coastal marine sediments: case studies in Cotonou (Benin) and Aquitaine (France) areas. Marine Pollut. Bull., 40(5), 387-396.
Wu Y., Zhang J., Mi T. Z. and Li, B. (2001). Occurrence of n-alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons in the core sediments of the Yellow Sea. Marine Chem., 76(1), 1-15.