استفاده از پذيرفتاري مغناطيسي در پيش بيني آلودگي فلزات سنگين درگرد و غبار اتمسفري اصفهان و شهرهاي اطراف

Using Magnetic Susceptibility Technique to Predict Heavy Metal Pollution in Atmospheric Dust from Isfahan and Neighboring Cities

ذرات گرد و غبار موجود در اتمسفر سلامت انسان‌ها را به مخاطره مي‌اندازند. در اين پژوهش به منظور تعيين كارايي روش پذيرفتاري مغناطيسي در تشخيص گرد و غبار آلوده به فلزات سنگين تعداد 36 نقطه در شهرهاي اصفهان، خميني شهر، فلاورجان، مباركه و زرين شهر انتخاب و گرد و غبار اين مناطق طي 5 ماه و در 4 مرحله جمع‌آوري شد. غلظت كل فلزاتPb، Zn، Cd، Cu، Ni، Co، Cr و Mn در نمونه‌ها پس از عصاره‌گيري با اسيد نيتريك با استفاده از دستگاه جذب اتمي تعيين شد . غلظت آهن از طريق عصاره‌گيري با اسيد آمونيوم اكسالات اندازه‌گيري شد. مشخصه‌هاي مغناطيسي شامل پذيرفتاري مغناطيسي در فركانس پايين (?lf)، بالا(?hf) و پذيرفتاري مغناطيسي وابسته به فركانس (?fd%)در گرد و غبار با استفاده از حسگرMS2B تعيين شد. در اين مطالعه بالاترين پذيرفتاري مغناطيسي در فركانس بالا و كمترين پذيرفتاري مغناطيسي وابسته به فركانس در منطقه صنعتي به دست آمد و به طور ميانگين به ترتيب داراي مقادير m3 kg-18-10 × 9/529 و 8/0% بود. اين نتايج در مقايسه با خاكهاي منطقه و خاكهاي طبيعي حاكي از آلوده شدن گرد و غبار منطقه از طريق فعاليت‌هاي انساني است. مشخصه‌هاي مغناطيسي از ميان فلزات مورد مطالعه تنها با فلزات Fe و Mn همبستگي نشان دادند (2r به ترتيب 9/0 و 54/0). بنابراين، از اين روش فقط مي‌توان براي شناسايي گرد و غبار آلوده به اين دو فلز استفاده كرد. همچنين همبستگي معني‌داري بين ?lf و ?fd% به دست آمد كه نشان مي‌دهد ذرات چند حوزه‌اي و تك حوزه‌اي پايدار ناشي از فعاليت‌هاي آنتروپوژنيك در گرد و غبار غالب هستند.

Atmospheric dust is a major risk to human health and its adverse effects increase when the concentration of heavy metals is high. Nowadays, magnetic susceptibility technique is frequently employed as a useful tool to recognize areas and materials polluted with heavy metals. The objective of this study was to evaluate this method in identifying heavy metal polluted dust in Isfahan metropolitan areas. Dust samples were taken from 36 locations in Isfahan, Khomeynishahr, Falavarjan, Zarinshahr and Mobarake for a period of 5 months. To determine the concentration of Mn, Cr, Co, Ni, Cu, Cd, Zn and Pb, dust samples were digested with HNO3 and to determine the Fe concentration, they were digested by acid ammonium oxalate. The concentration of heavy metals was then determined by an atomic absorption spectrometer. Besides, the magnetic properties of the dust samples including ?lf, ?hf and ?fd were measured by a MS2B sensor. The highest ?hf and the lowest ?fd were found in industrial areas with a mean of 529.9 × 10-8 and 0.8 %, respectively. The results indicate that, as compared to natural soils in the area, atmospheric dust is polluted by human activities. Magnetic parameters were only correlated with Fe and Mn concentrations with an R2 of 0.9 and 0.54, respectively. Therefore, this method could be used to determine dust pollution by Fe and Mn. A significant correlation was found between ?fd% and ?lf, indicating that multi domain (MD) particles and stable single domain (SSD) particles originating from human activities are predominant in dust.