بررسی غلظت ترکیبات آلکیل بنزن خطی در رسوبات سطحی رودخانه‌های شرق استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد، گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22093/wwj.2020.192132.2895

چکیده

آلکیل بنزن‌های خطی یکی از سورفاکتانت‌های مهم و پرمصرف در صنایع هستند. این ترکیبات با توجه به اختصاصی بودن منبع خود، مقاومت در برابر تجزیه و همچنین ماندگاری طولانی‌مدت در رسوبات دریایی، نشانگر ملکولی بی‌نظیری برای مطالعه مشتقات ورودی مواد آلی و تأثیر آنها بر محیط‌های آبی هستند. به‌دلیل وجود منابع متعدد این ترکیبات در مناطق مورد مطالعه، این پژوهش با هدف تعیین غلظت آلکیل بنزن خطی در 5 رودخانه نکارود، تجن، تلارود، بابلرود و سرخرود که به دریای خزر منتهی می‌شوند، انجام شد. در این پژوهش 15 نمونه‌ از رودخانه‌های مورد مطالعه از بخش‌های انتهایی رودخانه‌ها (نزدیک مصب) از عمق صفر تا 5 سانتی‌متری توسط دستگاه گراب‌ون‌وین جمع‌آوری شد. پس از انجام مراحل آماده‌سازی، نمونه‌های حاصل از استخراج، به دستگاه گاز کروماتوگرافی با طیف‌سنج جرمی تزریق شد. در نهایت غلظت ترکیبات آلکیل ‌بنزن ‌خطی در رسوبات سطحی 5 رودخانه منتهی به دریای خزر تعیین شد. میانگین غلظت ترکیبات آلکیل ‌بنزن ‌خطی در رودخانه‌ها در محدوده بین 58/91288-28/56730 نانوگرم به ازای هر گرم وزن خشک تعیین شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده ایستگاه‌های واقع در مناطق پرجمعیت و شهری غلظت بیشتری از این ترکیبات را نشان دادند. همچنین بین این ترکیبات و کربن آلی کل (TOC) هم‌بستگی مثبت مشاهده شد (05/0< p). بنابراین تغییرات غلظت این ترکیبات تابعی از تغییرات غلظت TOC در رسوبات است. نسبت ایزومرهای داخلی به خارجی (I/E) در رودخانه‌های مورد مطالعه در محدوده 25/0 تا 44/0 محاسبه شد. غلظت زیاد آلکیل ‌بنزن ‌خطی با نسبت کم I/E نشان داد که رودخانه‌های استان مازندران به‌شدت تحت تأثیر فعالیت‌های انسانی قرار گرفته ‌است. با توجه به آنالیز خوشه‌ای انجام شده، رودخانه‌های نکارود و تجن نسبت به سایر رودخانه‌ها غلظت کمتری دارند‌ و برای رهاسازی بچه ماهیان نسبت به سایر رودخانه‌ها مطلوبیت بیشتری دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of the Concentration of Linear Alkylbenzene Compounds in Surface Sediments of Rivers in the East of Mazandaran

نویسندگان [English]

  • Nemat Allah Komaki 1
  • Alireza Riyahi Bakhtiari 2
1 Former Graduate Student, Environmental Group, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Prof., Environmental Group, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Linear alkylbenzenes is one of the most important surfactants in the industry. Due to their source specificity, degradation resistance and long-term survival in marine sediments, these compounds are unique molecular markers for studying organic matter input derivatives and their effects on aquatic environments. Due to the presence of multiple sources of these compounds in the study areas, this study was conducted to determine the linear alkyl benzene concentrations in the 5 rivers of Nekaroud, Tajan, Talaroud, Babolroud and Sorkhroud that lead to the Caspian Sea. In this study, 15 river samples were collected from the bottom of rivers (near estuaries) from 0-5 cm depth by Grab van veen device. After preparation, the extracted samples were injected into a gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS). Finally, the concentration of linear alkyl benzene compounds in surface sediments of 5 rivers leading to the Caspian Sea was determined. The average concentration of linear alkylbenzene compounds in rivers was determined in the range of 56730/28-91288/58 ng/g dry weight. Based on the results, stations in the densely populated and urban areas showed higher concentrations of these compounds. There was also a positive correlation between these compounds and total organic carbon (TOC) (p< 0.05). Therefore, the concentration changes of these compounds are a function of the TOC concentration changes in the sediments. The ratio of internal to external isomers (I/E) in the studied rivers ranged from 0.25 to 0.44. High concentrations of alkyl benzene with a low I/E ratio showed that the streams of Mazandaran province were heavily influenced by human activities. According to cluster analysis, Nekaroud and Tajan rivers have lower concentration than other rivers and are more desirable for release of fish than other rivers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rivers of Mazandaran Province
  • Linear Alkylbenzene
  • I/E
  • TOC
Abdo Alkhadher, S. A., Zakaria, M. P., Yusoff, F. M., Kannan, N., Suratman, S., Magam, S. M., et al. 2016. Distribution and sources of linear alkyl benzenes (LABs) in surface sediments from Johor Bahru Coast and the Kim Kim River, Malaysia. Environmental Forensics, 17, 36-47.
Abdoli, M. A., Mehrdadi, N. & Rezazadeh, M. 2014. Waste management system in the coastal strip of Mazandaran province. Ecology, 40, 861-873.
Eganhouse, R. P., Blumfield, D. L. & Kaplan, I. R. 1983. Long-chain alkylbenzenes as molecular tracers of domestic wastes in the marine environment. Environmental Science and Technology, 17, 523-530.
Hedaiati, S. a. A., Shahbazi, S. & Ghaffari, H. 2017. A study on mortality of common carp (Cyprinus carpio) and caspian kutum (Rutilus frisii kutum) exposed to chlorinated disinfectant soloution (Sodium hypochlorite). Environmental Science and Technology, 19, 607-616.
Huang, P.-C., Tien, C.-J., Sun, Y.-M., Hsieh, C.-Y. & Lee, C.-C. 2008. Occurrence of phthalates in sediment and biota: relationship to aquatic factors and the biota-sediment accumulation factor. Chemosphere, 73, 539-544.
Isobe, K. O., Zakaria, M. P., Chiem, N. H., Minh, L. Y., Prudente, M., Boonyatumanond, R., et al. 2004. Distribution of linear alkylbenzenes (LABs) in riverine and coastal environments in South and Southeast Asia. Water Research, 38, 2449-2459.
Kidd, K. A., Blanchfield, P. J., Mills, K. H., Palace, V. P., Evans, R. E., Lazorchak, J. M., et al. 2007. Collapse of a fish population after exposure to a synthetic estrogen. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104, 8897-8901.
Luo, X.-J., Chen, S.-J., Ni, H.-G., Yu, M. & Mai, B.-X. 2008. Tracing sewage pollution in the Pearl River delta and its adjacent coastal area of south China Sea using linear alkylbenzenes (LABs). Mar Pollut Bull, 56, 158-162.
Macıas-Zamora, J. & Ramırez-Alvarez, N. 2004. Tracing sewage pollution using linear alkylbenzenes (LABs) in surface sediments at the south end of the Southern California Bight. Environmental Pollution, 130, 229-238.
Magam, S. M., Zakaria, M. P., Halimoon, N., Aris, A. Z., Kannan, N., Masood, N., et al. 2016. Evaluation of distribution and sources of sewage molecular marker (LABs) in selected rivers and estuaries of peninsular Malaysia. Environmental Science and Pollution Research, 23, 5693-5704.
Magam, S. M., Zakaria, M. P., Halimoon, N., Masood, N. & Alsalahi, M. A. 2012. Distribution of linear alkylbenzenes (LABs) in sediments of Sarawak and Sembulan Rivers, Malaysia. Environment Asia, 5,
 48-55.
Mashinchian Moradi, A., Dashti, A., Fatemi, M. & Aberoumand Azar, P. 2012. Study of Linear Alkyl Benzene (LABs) as molecular marker of sewage pollution in Bivalves Mollusk “AnodontaCygnea” in Anzali lagoon. International Journal of Marine Science and Engineering, 2, 171-176.
Nelson, D. W. & Sommers, L. E. 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of soil analysis part 3-Chemical Methods, 961-1010.
Ni, H.-G., Lu, F.-H., Wang, J.-Z., Guan, Y.-F., Luo, X.-L. & Zeng, E. Y. 2008. Linear alkylbenzenes in riverine runoff of the Pearl River delta (China) and their application as anthropogenic molecular markers in coastal environments. Environmental Pollution, 154, 348-355.
Rinawati, T. & Takada, H. 2013. Molecular marker of sewage contamination: distribution of linear alkyl benzenes (LABs) in Jakarta River. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 1, 345-350.
Rocha, P. S., Bernecker, C., Strecker, R., Mariani, C. F., Pompêo, M. L. M., Storch, V., et al. 2011. Sediment-contact fish embryo toxicity assay with Danio rerio to assess particle-bound pollutants in the Tietê River Basin (São Paulo, Brazil). Ecotoxicology and Environmental Safety, 74, 1951-1959.
Takada, H. 2013. Molecular marker of sewage contamination: distribution of linear alkylbenzenes (LABs) in Jakarta River. Prosiding SEMIRATA 2013, 1(1).
Takada, H. & Ishiwatari, R. 1990. Biodegradation experiments of linear alkylbenzenes (LABs): isomeric composition of C12 LABs as an indicator of the degree of LAB degradation in the aquatic environment. Environmental Science and Technology, 24, 86-91.
Takada, H. & Ishiwatari, R. 1991. Linear alkylbenzenes (LABs) in urban riverine and coastal sediments and their usefulness as a molecular indicator of domestic wastes. Water Science and Technology, 23, 437-446.
Takada, H., Ishiwatari, R. & Ogura, N. 1992. Distribution of linear alkylbenzenes (LABs) and linear alkylbenzenesulphonates (LAS) in Tokyo Bay sediments. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 35, 141-156.
Tsutsumi, S., Yamaguchi, Y., Nishida, I., Akiyama, K.-I., Zakaria, M. P. & Takada, H. 2002. Alkylbenzenes in mussels from South and South East Asian coasts as a molecular tool to assess sewage impact. Marine Pollution Bulletin, 45, 325-331.
Vazquez-Duhalt, R., Marquez-Rocha, F., Ponce, E., Licea, A. & Viana, M. T. 2005. Nonylphenol, an integrated vision of a pollutant. Applied Ecology and Environmental Research, 4, 1-25.
Yaghoubzadeh, Z. & Safari, R. 2015. Evaluation of bacterial contamination of surface waters of Haraz River. Biology, 28, 136-144.
Zhang, K., Wang, J.-Z., Liang, B. & Zeng, E. Y. 2011. Occurrence of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface sediments of a highly urbanized river system with special reference to energy consumption patterns. Environmental Pollution, 159, 1510-1515.
Zhang, K., Wang, J. Z., Liang, B., Shen, R. L. & Zeng, E. Y. 2012. Assessment of aquatic wastewater pollution in a highly industrialized zone with sediment linear alkylbenzenes. Environmental Toxicology and Chemistry, 31, 724-730.