ارزيابي ريسك زيست‌شناختي و تعيين منشأ هيدروكربن هاي آروماتيك چندحلقه اي (PAHs) با استفاده از مدل فاكتور ماتريس مثبت (PMF) در خاك‌هاي آلوده نفتي، غرب استان كرمانشاه، ايران

Ecological Risk Assessment and Source identification of PAHs by PMF model in petroleum contaminated soils; West of Kermanshah province

در اين پژوهش 23 نمونه خاك از مناطق آلوده نفتي واقع در غرب استان كرمانشاه براساس روش استاندارد، نمونه‌برداري شد و 16 گونه هيدروكربن هاي آروماتيك چند حلقه‌اي (PAHs)، پس از تجزيه شيميايي به‌منظور تعيين منشأ و ارزيابي ريسك زيست شناختي بررسي شدند. در اين تحقيق براي تعيين منشأ از مدل فاكتور ماتريس مثبت (PMF) استفاده شد. ميانگين غلظت PAHs كل در نمونه‌هاي خاك مناطق نفتي، 79/92 با دامنۀ 37/7 تا 67/609 ميلي گرم بر كيلوگرم به‌دست آمد. نتايج نشان داد كه فراواني حلقه‌هاي PAHs در خاك‌هاي آلوده مناطق نفتي به‌صورت 3حلقه‌اي‌ها> 5+6 حلقه‌اي‌ها> 4 حلقه‌اي‌ها> 2 حلقه‌اي‌ها است. نتايج ارزيابي ريسك زيست‌شناختي نشان مي‌دهد كه مقادير PAH‌ها در نمونه‌هاي خاك بيش‌تر از مقادير تاأثيرات با دامنۀ كم (ERL) و هم‌چنين بيش‌تر از مقادير تأثيرات با دامنۀ متوسط (ERM) به‌جز Pyr, Chr, BaA, BbF, BkF و BaP است. نتايج حاصل از معادلۀ BaPeq نشان مي‌دهد كه ريسك پتانسيل سرطان‌زايي PAHs در نمونه‌هاي خاك مناطق نفتي زياد است، كه نياز است خطرات زيست محيطي آنها اين تركيبات بيش‌تر مورد توجه قرار گيرد. نتايج به‌دست آمده از تجزيه و تحليل مدل PMF، چهار منشأ براي هيدروكربن‌هاي آروماتيك چند حلقه‌اي شامل سوختن زيست توده/ زغال (48/21 درصد)، احتراق وسايل نقليه (74/13 درصد)، سوخت فسيلي/ نفت خام (84/20 درصد) و قير و جوهر (92/43 درصد) را براي خاك‌هاي آلوده مناطق نفتي غرب استان كرمانشاه را نشان داد.

Soils around the petroleum industry sites in the west of Kermanshah province are susceptible to contamination by anthropogenic activities. The risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in west of Kermanshah, was evaluated by collecting 23 soil samples from the petroleum contaminated sites (PC). Source apportionment was carried out by using Positive Matrix Factorization (PMF) technique. Level of risk attributed to PAHs was evaluated using ecological and carcinogenic risks. Total PAHs concentration, show a mean value of 92.79 mg/kg, ranging from 7.37 to 609.67 mg/kg in PC soil samples. The average abundance order of different PAH ring compounds are 3 rings > 5+6 rings > 4 rings> 2 rings. Ecological risk assessment of PAHs revealed that all of the PAHs levels are higher than the effects range low (ERL) value and show higher concentrations than the effect range median (ERM) values, except for Pyr, Chr, BaA, BbF, BkF and BaP in the soil samples. Result of benzo (a) pyrene equation (BaPeq) indicates that the carcinogenic potency of PAHs demands more attention due to the impending environmental risk in the study areas. Based on the PMF analysis, four sources of PAHs identified, including biomass/wood burning (21.48%), vehicular source (13.74%), unburned petroleum (20.84%) and creosote (43. 92%). Obtained result indicates that petroleum activities are the major source of PAHs contamination in the west of Kermanshah province.