۱٫ معرفی
در دنیای امروز، افزایش سریع تولید زباله های شهری و صنعتی در سطح جهان به دلیل رشد تصاعدی جمعیت و تولید صنعتی در حال رخ دادن است. [
۱,
۲,
۳]. با توجه به تغییر در الگوهای مصرف خانگی و تجاری، میزان زباله جامد (SW) هر سال در سطح جهان افزایش می‌یابد. [
۴]. این وضعیت مدیریت پسماند را به چالشی برای همه کشورها تبدیل کرده است [
۵,
۶]. فرآیند مدیریت زباله شامل مراحل بسیاری مانند جمع آوری زباله، انتخاب روش دفع مناسب و بازیافت است. [
۷,
۸,
۹]. مدیریت زباله در بسیاری از کشورهای در حال توسعه به دلیل اطلاعات ناکافی، بودجه محدود شهرداری و کمبود داده های آماری قابل دسترس، چالش های زیست محیطی قابل توجهی را به همراه دارد. [
۱۰].
مدیریت پسماند جامد شهری (MSWM) شامل پنج عنصر اصلی کاهش، بازیافت، بازیافت، استفاده مجدد و دفع است. [
۱۱,
۱۲,
۱۳]. هر مرحله از زنجیره مدیریت پسماند جامد (تولید زباله، جمع‌آوری زباله، تصفیه و دفع زباله) باید به دقت نظارت شود تا اثرات منفی بر محیط زیست به حداقل برسد. [
۱۴]. در جهان سالانه ۲٫۰۱ میلیارد تن زباله جامد شهری (MSW) تولید می شود که حداقل ۳۳ درصد آن به شیوه ای ایمن از نظر زیست محیطی مدیریت نمی شود. [
۱۵]. انتظار می رود میزان جهانی زباله تا سال ۲۰۲۵ تقریباً دو برابر شود و به ۲٫۲ میلیارد تن در سال برسد. [
۱۶]. در این شرایط، شهرهای سراسر جهان در حال توسعه استراتژی های جدید برای دستیابی به اهداف کاهش زباله هستند [
۱۷]. بنابراین، انتخاب روش دفع MSW با کمترین تأثیر بر سلامت عمومی و محیط زیست برای رفاه جوامع بسیار مهم است. روش های مختلفی برای مدیریت پسماندهای زباله پیشنهاد شده است، اما دفن زباله در خط مقدم MSWM به ویژه در کشورهای در حال توسعه است. [
۱۸].
روش‌های مختلفی مانند کمپوست‌سازی، سوزاندن، دفن بهداشتی (با جمع‌آوری گازهای دفن زباله)، تخلیه باز و بازیافت، برای دفع MSW در سراسر جهان استفاده می‌شود. [
۱۹]. دفن روباز، دفن بهداشتی (با جمع آوری گازهای دفن زباله) و دفن کنترل شده به ترتیب حدود ۴۵ درصد از این روش های دفع را تشکیل می دهند که به ترتیب ۳۳، ۷٫۷ و ۳٫۷ درصد است. [
۱۵]. محل دفن زباله نشان دهنده یک رآکتور خوب طراحی شده است که قادر است زباله های جامد (SW) را در خود جای دهد که به هیچ وجه قابل استفاده مجدد نیست. در چنین رآکتوری، زباله های جامد وارد شده به آن دچار تغییرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می شوند [
۲۰]. هدف اصلی دفن زباله کنترل شده حفاظت از محیط زیست در برابر آلودگی بالقوه آب، هوا و خاک است [
۲۱]. به همین دلیل، دفن زباله با کنترل شیرابه و گاز (LFG) انجام می شود. [
۲۲]. با این حال، هیچ کنترل شیرابه و LFG در روش تخلیه باز مورد استفاده در کشورهای در حال توسعه و توسعه نیافته وجود ندارد. [
۲۳].
محصول جانبی دامپینگ باز، LFG، نتیجه یک فرآیند تجزیه تحت تأثیر عوامل مختلف است [
۲۴]. LFG معمولاً از حدود ۵۰ تا ۵۵ درصد متان (CH
4و ۴۵ تا ۵۰ درصد دی اکسید کربن (CO
2) [
25]. گاز محل دفن زباله همچنین ممکن است حاوی مقادیر کمی آمونیاک، سولفید هیدروژن، ترکیبات آلی فرار (VOCs) و مونوکسید کربن باشد. [
۲۶]. انتشار غیرقابل کنترل LFG می تواند منجر به حوادثی مانند آتش سوزی و انفجار شود [
۲۷]. در مکان های تخلیه باز، زباله های آلی می توانند در شرایط دمای بالا (به عنوان مثال، در فصل تابستان) باعث آتش سوزی شوند. [
۲۸]. با این حال، در ماه های زمستان، به دلیل شرایط آب و هوایی مرطوب و سرد، خطر آتش سوزی به طور کلی کاهش می یابد. شیرابه، یکی دیگر از محصولات جانبی تخلیه آزاد، به دلیل ترکیب پیچیده و شامل آلاینده های متعدد، تهدیدی برای منابع آبی به شمار می رود. [
۲۹]. شیرابه حمل شده توسط نزولات جوی باعث ایجاد مسائل زیست محیطی مختلفی از جمله آلودگی آب های سطحی، آب های زیرزمینی و خاک می شود. [
۳۰,
۳۱]. تولید شیرابه همچنان یکی از نگرانی‌های اصلی زمین‌های کشاورزی و زندگی شهری در اطراف محل‌های تخلیه باز است، زیرا خطری حیاتی برای هوا، آب و خاک دارد. [
۳۲,
۳۳]. بنابراین، شناسایی آسیب های زیست محیطی ناشی از مناطق باز زباله و احیای این سایت ها بسیار مهم است.
افرادی که در مجاورت این مکان‌های تخلیه زندگی می‌کنند ممکن است اثرات منفی بهداشتی ناشی از دفع بی‌رویه MSW را از طریق تکنیک‌های تخلیه باز تجربه کنند. این خطرات سلامتی شامل شرایطی مانند اختلالات گوارشی، سوزش پوست و چشم، تب، ناراحتی تنفسی و بسیاری از بیماری‌های دیگر است. [
۳۴]. علاوه بر به خطر انداختن سلامت مردم، تخلیه آزاد می تواند به منابع آب زیرزمینی آسیب برساند و گازهایی تولید کند که پتانسیل ایجاد سرطان در جمعیت محلی را دارد. [
۳۵]. علاوه بر این، این نوع دفن زباله غیرقانونی با به دام انداختن حیوانات مختلف و ایجاد محیطی مساعد برای رشد آفات، به ویژه پشه ها، خطراتی را برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد می کند. [
۳۶]. بنابراین، نظارت مستمر بر محل تخلیه باز و آغاز تلاش‌های لازم برای توانبخشی برای جامعه و سلامت عمومی حائز اهمیت است.
مطالعات زیادی در مورد خطرات بهداشتی عمومی و محیطی ناشی از تخلیه روباز وجود دارد [
۲۸,
۳۷,
۳۸,
۳۹,
۴۰]. در مطالعه ای که در سال ۲۰۲۲ انجام شد، محققان خطرات زیست محیطی گسترده تخلیه باز و دفن زباله را از نظر MSWM برجسته کردند، و از کاوش جایگزین های پایدار مانند معدن دفن زباله و سیستم های حلقه بسته مانند استخراج افزایش یافته دفن زباله برای کاهش این اثرات و انتقال به سمت یک دایره ای حمایت کردند. اقتصاد برای آینده ای پایدارتر [
۴۱]. مطالعه ای که در سال ۲۰۲۲ انجام شد با هدف آشکار کردن شیوع جهانی دفن زباله، برجسته کردن انواع مختلف آن و تاکید بر نیاز فوری به استراتژی های پیشرفته مدیریت پسماند و مقررات سختگیرانه برای کاهش خطرات زیست محیطی و بهداشتی قابل توجه مرتبط با این روش متداول دفع زباله بود. [
۴۲]. مطالعه دیگری که در سال ۲۰۲۱ انجام شد، موضوع رو به افزایش جهانی تولید MSW، به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند هند را برجسته کرد و بر نیاز مبرم به گذار از تخلیه باز غیرعلمی به سیستم های مدیریت زباله پایدار تأکید کرد. نویسندگان بر خطرات زیست‌محیطی و بهداشتی مرتبط با تخلیه آزاد تاکید می‌کنند و از استفاده از رویکردهای جامع و مدل‌های درآمدی خودپایدار برای رسیدگی به چالش‌های تاثیر MSW بر آب، هوا و خاک دفاع می‌کنند. [
۴۳].
در این مطالعه، هدف ما بررسی تأثیر زیست‌محیطی سایت تخلیه باز کاکیا در مکه بر کیفیت هوا، خاک و چاه‌های آب زیرزمینی مجاور است. علاوه بر این، ما تجزیه و تحلیلی از عناصر ضروری، یک متالوئید و فلزات سنگین در شیرابه تولید شده در سایت تخلیه باز Kakia ارائه می‌کنیم که امکان توسعه استراتژی‌های مدیریتی را فراهم می‌کند. دامنه این مطالعه همچنین شامل خلاصه کردن تهدیدات ناشی از سایت تخلیه باز کاکیا و توصیه هایی در مورد چگونگی کاهش این تهدیدات است.
۳٫ نتایج و بحث
۳٫۱٫ ارزیابی سطوح کیفیت هوا
فعالیت های مرتبط با سایت های تخلیه پتانسیل تایید شده ای برای تولید ذرات معلق به دلیل حرکت MSW در داخل و خارج از محل، فشرده سازی و جابجایی MSW، ترافیک فشرده ساز در داخل و خارج از سایت، و گرد و غبار از سطح محل تخلیه و از طریق فرسایش تولید می شود [
۵۹].
سطوح PM10 در دروازه اصلی سایت تخلیه کاکیا ارائه شده است
شکل ۸. آنها بین ۱۴۴ تا ۳۲۵ میکروگرم بر متر متغیر بودند
۳ به طور متوسط روزانه؛ بین ۲۹۸ تا ۶۳۳ میکروگرم بر متر
۳ برای منطقه مورد استفاده برای ذخیره سازی پوشش خاک؛ و بین ۳۸۹ تا ۶۴۵ میکروگرم بر متر
۳ برای سایت سلول عامل سایت تخلیه. بر اساس دستورالعمل‌های جهانی کیفیت هوای سازمان جهانی بهداشت (WHO)، سطح توصیه‌شده کیفیت هوا (AQG) برای آلاینده‌های PM10 نباید از ۱۵۰ میکروگرم در متر مربع تجاوز کند.
۳. غلظت PM اندازه‌گیری‌شده در دروازه اصلی، منطقه ذخیره‌سازی پوشش خاک و سلول‌های عملیاتی کمپرسی باز کاکیا به طور قابل‌توجهی از این مقادیر فراتر رفت.
شکل ۸) [
۶۰]. با مقایسه سطوح PM10 در سه نقطه بررسی شده از دامپ کاکیا، سطوح مشاهده شده در سلول های عامل و منطقه ذخیره سازی پوشش خاک بدون شک بالاتر از حد مجاز است. با این حال، این مورد در سایت دروازه اصلی نیست، جایی که غلظت ها با مرطوب شدن مداوم ناحیه دروازه و سنگفرش جاده های دروازه کاهش می یابد.
سطوح بالای غلظت PM10 645 میکروگرم بر متر۳ در محل عملیات سایت دفع کاکیا شناسایی شدند. این غلظت‌ها با افزایش حجم کامیون‌ها و کمپکتورها، تخلیه زباله در سلول‌های عامل، حرکت خودرو و اگزوز کامیون‌های دیزلی تولید می‌شوند.
۳٫۲٫ ارزیابی آلودگی خاک
ارزیابی نتایج تجزیه و تحلیل
میانگین مقادیر pH که بین ۸٫۴۵ و ۹٫۰۰ متغیر است، کاهش قابل توجهی را به سمت محل تخلیه نشان می دهد، پدیده ای که به محتوای بالای پایه های مبادله ای اطراف سایت نسبت داده می شود. در ارتباط با این، غلظت عناصر ضروری مانند کلسیم (Ca)، مشاهده شده در نمونه‌های خاک جمع‌آوری‌شده، از ۲۹۹۰۰ تا ۵۲۴۰۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم، در حالی که غلظت‌های منیزیم (Mg) از ۱۱۱۰۰ تا ۲۱۲۰۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم و سدیم متغیر بود. غلظت Na) از ۱۷۵۰۰ تا ۱۸۷۰۰ میلی گرم بر کیلوگرم متغیر بود. علاوه بر این، مقدار فلزات سنگین، به ویژه سرب (Pb)، در نمونه‌های خاک جمع‌آوری‌شده در اطراف سایت تخلیه کاکیا، که از ۱۰٫۰ تا ۲۶٫۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم متغیر بود، همانطور که در نشان داده شده است.
جدول ۲A، B، نگرانی‌هایی را ایجاد می‌کند، به ویژه با توجه به نفوذ بالقوه این آلاینده‌ها به لایه‌های زیرسطحی و تأثیر آنها بر سطح آب زیرزمینی. از سوی دیگر، غلظت سایر فلزات سنگین و متالوئید مورد مطالعه مانند کادمیوم (Cd)، آرسنیک (As) و کروم (Cr) در نمونه‌های خاک جمع‌آوری‌شده شناسایی شد اما در سطوح پایین‌تر: غلظت Cd کمتر از غلظت ۱ میلی گرم بر کیلوگرم، به عنوان غلظت کمتر از ۰۰۱/۰ میلی گرم بر کیلوگرم و غلظت کروم بین ۴۲/۲۸ تا ۹۶/۴۵ میلی گرم بر کیلوگرم بود.
جدول ۲الف، ب). این فلزات سنگین و متالوئیدهای مورد مطالعه، اگرچه وجود دارند، در مقایسه با سرب خطر فوری کمتری دارند، اما مهاجرت بالقوه آنها به لایه‌های زیرسطحی، به ویژه در زمینه رسیدن به سطح آب‌های زیرزمینی، همچنان یک نگرانی است.
بر اساس مقادیر سدیم، کلسیم و پتاسیم به‌دست‌آمده، نرخ جذب سدیم در نمونه‌های خاک را محاسبه کردیم تا شواهد بیشتری از وقوع آلودگی خاک ارائه کنیم. نسبت جذب سدیم (SAR) برای اندازه گیری غلظت نسبی سدیم (Na
+) در مقایسه با کلسیم (Ca
2+) و منیزیم (Mg
2+) در محلول خاک استخراج شده از خمیر خاک اشباع طبق رابطه زیر [
۶۱]:
این نسبت که بر حسب میلی‌اکی‌والان در لیتر (meq/L) بیان می‌شود، به ارزیابی سدیمی بودن خاک کمک می‌کند. وجود مقادیر بیش از حد سدیم می تواند بر ساختار خاک و رشد گیاه تأثیر منفی بگذارد [
۶۲,
۶۳]. خاک هایی با مقادیر SAR بیشتر از ۱۳ به طور کلی به عنوان خاک های سدیک طبقه بندی می شوند [
۶۴]. مقادیر SAR که محاسبه شد در نشان داده شده است
جدول ۲الف، ب.
ارزیابی بر اساس استانداردهای زیست محیطی
بر اساس استانداردهای عربستان سعودی برای حفاظت از خاک در برابر آلودگی صادر شده توسط وزارت محیط زیست، آب و کشاورزی پادشاهی عربستان سعودی، که خاک را بر اساس اندازه ذرات و کاربری زمین طبقه بندی می کند، نمونه های گرفته شده از داخل مرزهای این کشور دامپ کاکیا (S1 و S2) به عنوان نمونه خاک نرم در زمین با کاربری صنعتی طبقه بندی شدند. به طور مشابه، نمونه‌های واقع در خارج از مرزهای دامپ کاکیا (S3 و S4) به عنوان نمونه‌های خاک نرم در زمین‌هایی با کاربری کشاورزی طبقه‌بندی شدند.
نمونه خاک S2 در محل تخلیه و نمونه های S3 و S4 در خارج از آن مقادیر pH بالاتر از استاندارد عربستان سعودی ۸٫۵ را نشان دادند. [
۶۵]. با این حال، در محل تخلیه، pH S1 از ۸٫۵ تجاوز نمی کند. این قلیایی بودن را می توان به عوامل مختلفی نسبت داد، از جمله موارد ذکر شده در زیر:
-
تجزیه ضایعات آلی – تجزیه مواد آلی در یک زباله دانی باز، ترکیبات قلیایی را آزاد می کند و به افزایش pH کمک می کند. [
۶۶,
۶۷];
-
نفوذ شیرابه – شیرابه، مایعی که از تجزیه زباله تولید می‌شود، می‌تواند به فراتر از مرزهای زباله‌دانی باز مهاجرت کند و خاک‌های اطراف را با pH بالا و نمک‌های محلول خود آلوده کند. [
۶۷,
۶۸,
۶۹].
مقادیر SAR برای همه نمونه ها آلودگی خاک را بیشتر نشان می دهد. SAR غلظت نسبی سدیم را در مقایسه با کلسیم و منیزیم در محلول خاک نشان می دهد [۷۰]. مقادیر SAR بالا، فراتر از آستانه توصیه شده ۱۳ در همه نمونه ها [۷۱]، موارد زیر را مشخص کنید:
با توجه به فلزات سنگین و متالوئید مورد مطالعه، در حالی که سطوح سرب، کادمیوم، آرسنیک و کروم در تمامی نمونه‌ها کمتر از استانداردهای عربستان بود، وجود آنها مستلزم نظارت مستمر است. فلزات سنگین می توانند در طول زمان در خاک انباشته شوند و خطرات طولانی مدتی را برای سلامت اکوسیستم ایجاد کنند و به طور بالقوه وارد زنجیره غذایی شوند. [
۷۳,
۷۴,
۷۵,
۷۶,
۷۷]. بر اساس داده های موجود و اصول علمی تثبیت شده، بدیهی است که پایگاه کاکیا به طور قابل توجهی به آلودگی خاک در داخل و خارج از مرزهای خود کمک کرده است. بالا بودن pH، سدیم بودن و حضور فلزات سنگین در نمونه‌های خاک، نیاز مبرم به بررسی بیشتر و اجرای اقدامات کاهش مناسب برای حفاظت از خاک و جلوگیری از خطرات بالقوه زیست‌محیطی و سلامت انسان را برجسته می‌کند. تمام سطوح فلزات سنگین و متالوئیدهای اندازه گیری شده کمتر از استانداردهای زیست محیطی عربستان سعودی باقی مانده است که نشان دهنده هیچ تهدید فوری نیست. علاوه بر این، انجام اقدامات پیشگیرانه از طریق تلاش های نظارتی منظم برای حفاظت از محیط زیست و سلامت انسان بسیار مهم است.
ارزیابی همبستگی بین عناصر ضروری مورد مطالعه، فلزات سنگین و متالوئید
هنگامی که ماتریس همبستگی از نمونه های خاک بر حسب pH تجزیه و تحلیل می شود و فلزات سنگین و متالوئید مورد مطالعه، Cd-As و Pb-Cd یک رابطه مثبت قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۷۴ و ۰٫۶۸). pH و کروم یک رابطه منفی بسیار قوی دارند (با ضریب همبستگی ۰٫۹-). در عین حال، یک رابطه منفی متوسط بین pH و As (با ضریب همبستگی ۰٫۵۵-) وجود دارد.
شکل ۹آ). هنگامی که ماتریس همبستگی بر حسب pH و عناصر ضروری تجزیه و تحلیل می شود، یک رابطه منفی بسیار قوی بین pH-Ca و pH-Mg وجود دارد (به ترتیب با ضرایب همبستگی -۰٫۹۹ و -۰٫۹۲). در عین حال، Mg-Na و Ca-Na رابطه منفی متوسطی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۵۶- و ۰٫۴-). علاوه بر این، یک رابطه مثبت بسیار قوی برای Ca-Mg و یک رابطه مثبت متوسط برای pH-Na (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۸۶ و ۰٫۴) مشاهده شد.
شکل ۹ب).
۳٫۳٫ ارزیابی آلودگی آب های زیرزمینی
ارزیابی نتایج تجزیه و تحلیل
هیچ تاسیسات تصفیه شیرابه در محل تخلیه در مکه وجود ندارد. در عوض، شیرابه موجود در محل در معرض نور خورشید قرار می گیرد تا حجم آن از طریق تبخیر کاهش یابد. سپس با یک لایه خاک رس نرم پوشانده می شود. هیچ آب سطحی در اطراف سایت تخلیه کاکیا، شهر مکه وجود ندارد. با این حال، با توجه به اقدامات عملیاتی و قدمت محل تخلیه که حدود بیست سال است، سطح توپوگرافی محل تخلیه در مقایسه با محیط اطراف آن افزایش یافته است. [
۵۶]. این عوامل می تواند منجر به برخی تهدیدات برای شرایط محیطی اطراف شود که می تواند توسط رسوبات سطحی همراه در یک محل تخلیه در طی رویدادهای بارندگی در محیط اطراف، به ویژه از طریق نهرها و وادی های مجاور ایجاد شود.
نیاز فوری به یک مطالعه تحلیلی جامع و دقیق در مورد توزیع و محتوای فلزات سنگین و خواص فیزیکوشیمیایی نمونه‌های آب زیرزمینی در اطراف سایت تخلیه زباله جامد در کاکیه، شهر مکه وجود دارد. این مرحله نقطه شروع یک برنامه توانبخشی برای محل تخلیه پس از مرحله بسته شدن خواهد بود.
نمونه‌های جمع‌آوری‌شده آب زیرزمینی، که برای استفاده کشاورزی در نظر گرفته شده‌اند، ماهیت شفافی دارند. پارامترهای کلیدی، از جمله سطوح pH، و غلظت عناصر ضروری مورد مطالعه، متالوئید و فلزات سنگین، به شرح زیر است. مقادیر pH که به صورت میانگین با محدوده استاندارد ارائه شده است، از ۶٫۸۳ تا ۷٫۴۶ را شامل می شود. غلظت کلسیم (Ca) در نمونه های آب زیرزمینی محدوده ۲۰۶٫۴۵-۴۳۳٫۴۲ میلی گرم در لیتر را نشان داد، در حالی که غلظت منیزیم (Mg) از ۸۴٫۱۴ تا ۱۷۳٫۸۱ میلی گرم در لیتر بود. غلظت سدیم (Na) تغییرپذیری را نشان داد که بین ۷۲/۳۲۹ و ۳۴/۱۰۴۹ میلی‌گرم در لیتر متغیر بود.
جدول ۳). قابل ذکر است، حضور فلزات سنگین مانند سرب (Pb) در نمونه‌های آب زیرزمینی جمع‌آوری‌شده در اطراف سایت تخلیه کاکیا، با غلظت‌های کمتر از ۰٫۱ تا ۰٫۱۹ میکروگرم در لیتر مشاهده شد. به طور مشابه، غلظت کادمیوم (Cd) در همان مجاورت از کمتر از ۰٫۱ تا ۰٫۱۹ میکروگرم در لیتر متغیر بود. کروم (Cr) و آرسنیک (As) نیز شناسایی شدند، با غلظت‌هایی در اطراف سایت تخلیه کاکیا به ترتیب از ۰٫۹۶ تا ۳٫۸۸ میکروگرم در لیتر و ۱٫۳۱ تا ۳٫۳۳ میکروگرم در لیتر (
جدول ۳).
ارزیابی بر اساس استانداردهای زیست محیطی
ماهیت نمونه‌های آب زیرزمینی جمع‌آوری‌شده از نظر فیزیکی واضح به نظر می‌رسد و عملاً برای اهداف کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای شفاف‌سازی و تفسیر بیشتر نمونه‌های آب، مقادیر میزان جذب سدیم را برای هر نمونه محاسبه کردیم و جدولی برای مقایسه غلظت عناصر شیمیایی با استانداردهای عربستان سعودی برای آب‌های زیرزمینی قابل شرب و برای آب آبیاری ایجاد کردیم.
جدول ۳).
از نظر سدیم و SAR، به ویژه، چاه W2 به طور قابل توجهی غلظت سدیم (۱۰۴۹٫۳۴ میلی گرم در لیتر) بالاتر از استاندارد عربستان برای آب آشامیدنی (۱۵۰ میلی گرم در لیتر) را نشان داد. این یافته یک نفوذ بالقوه شیرابه دفن زباله را نشان می‌دهد، زیرا سدیم به دلیل تحرک بالای آن در زیرسطحی، جزء مشترک شیرابه‌های شیرابه است. علاوه بر حمایت از این شواهد، W2 همچنین مقدار SAR بالایی (۹۳/۱۴) را نشان داد که بالاتر از استاندارد عربستان سعودی برای آب آبیاری است (<9). SAR یک پارامتر مهم برای تعیین مناسب بودن آب زیرزمینی برای آبیاری است [
۷۸,
۷۹,
۸۰]. افزایش SAR نشان دهنده خطر بالقوه شوری خاک و کاهش تناسب کشاورزی به دلیل اثر مخرب سدیم بر نفوذپذیری خاک و در دسترس بودن مواد مغذی است. [
۸۱,
۸۲].
در حالی که چاه های W1 و W3 غلظت سدیم بالایی را در مقایسه با استاندارد آب آشامیدنی نشان دادند (به ترتیب ۸۱۹٫۵۶ میلی گرم در لیتر و ۳۲۹٫۷۲ میلی گرم در لیتر)، مقادیر آنها کمتر از W2 بود و مقادیر SAR آنها (به ترتیب ۸٫۳۹ و ۴٫۸۸) باقی ماند. در استاندارد آب آبیاری این یافته‌ها یک گرادیان احتمالی نفوذ شیرابه را نشان می‌دهد، با W2 نزدیک‌تر به منبع و بیشترین تأثیر را تجربه می‌کند. از نظر فلزات سنگین و متالوئید مورد مطالعه، هیچ نگرانی فوری در مورد سرب، کادمیوم، آرسنیک یا کروم مشاهده نشد. همه چاه ها در استانداردهای مربوطه عربستان سعودی هم برای آبیاری و هم برای آب آشامیدنی باقی ماندند. تجزیه و تحلیل آب‌های زیرزمینی از چاه‌های نزدیک به سایت تخلیه کاکیا تأثیر بالقوه شیرابه را به‌ویژه در چاه W2 نشان داد. W1 و W2 مقادیر سدیم قابل توجهی بالاتر از استانداردهای آب زیرزمینی قابل شرب ۸۱۹٫۵۶ میلی گرم در لیتر و ۱۰۴۹٫۳۴ میلی گرم در لیتر نشان دادند. این نشان دهنده نفوذ شیرابه، تهدید کننده کیفیت آب و تناسب کشاورزی در نزدیکی محل تخلیه است [
۸۳,
۸۴]. چاه‌های W1 و W3 ارتفاعات سدیم را نشان دادند، اما مواردی که در استانداردهای آبیاری باقی ماندند، که نشان‌دهنده شیب شیرابه احتمالی با W2 نزدیک‌ترین به منبع است. نظارت مستمر و بهبود شیوه‌های مدیریت محل تخلیه برای حفاظت از منابع آب و کاهش خطرات آلودگی آینده بسیار مهم است. [
۸۵].
ارزیابی همبستگی بین عناصر ضروری مورد مطالعه، فلزات سنگین و متالوئید
هنگامی که ماتریس همبستگی نمونه‌های آب زیرزمینی بر حسب pH و فلزات سنگین و متالوئید مورد بررسی قرار می‌گیرد، مشاهده می‌شود که pH-Cr و Pb-As یک رابطه مثبت بسیار قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۹۹ و ۰٫۸۶). ). Pb-Cd، Cd-Cr و pH-Cd یک رابطه مثبت قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۷۵، ۰٫۷۵ و ۰٫۶۴). یک رابطه منفی متوسط بین pH-As و As-Cr وجود دارد (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۵۴/۰- و ۴۱/۰-) (
شکل ۱۰آ). هنگامی که ماتریس همبستگی بر حسب pH و عناصر ضروری تجزیه و تحلیل می شود، مشخص می شود که Ca-Mg یک رابطه مثبت بسیار قوی (با ضریب همبستگی ۰٫۹۸) دارد. pH-Mg و pH-Ca یک رابطه منفی قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۷۳/۰- و ۷۲/۰-) (
شکل ۱۰ب).
۳٫۴٫ ارزیابی شیرابه تولید شده
ارزیابی نتایج تجزیه و تحلیل
شیرابه های تولید شده از محل های تخلیه، مخلوط های پیچیده ای از مواد مختلف حاوی مواد آلی و معدنی محلول و همچنین مواد خطرناک را تشکیل می دهند. بسیاری از مواد موجود در شیرابه محل های تخلیه سمی بوده و محیط اطراف را به شدت تهدید می کند. [
۸۶].
نمونه‌های شیرابه جمع‌آوری‌شده از سایت تخلیه کاکیا با ویژگی‌های خاص، شامل سطوح pH، و عناصر ضروری مورد مطالعه، متالوئید و فلزات سنگین، همانطور که در زیر ذکر شده است، مشخص می‌شوند. پارامتر pH که با مقادیر متوسط در محدوده استاندارد مشخص می شود، از ۷٫۱۹ تا ۷٫۲۳ متغیر است. از نظر کلسیم (Ca)، غلظت آن در نمونه‌های شیرابه جمع‌آوری‌شده محدوده ۱۰۸۳٫۰۰-۱۱۷۱٫۰۰ میلی‌گرم در لیتر را نشان داد.
جدول ۴). به طور مشابه، غلظت منیزیم (Mg) در نمونه های شیرابه از ۴۶۱٫۰۰ تا ۴۸۱٫۰۰ میلی گرم در لیتر بود. غلظت سدیم (Na) تغییرپذیری را نشان داد که بین ۴۵۸۸٫۰۰ و ۵۰۳۴٫۰۰ میلی گرم در لیتر بود.
جدول ۴). حضور فلزات سنگین، مانند سرب (Pb) و کادمیوم (Cd)، در نمونه‌های شیرابه از سایت تخلیه کاکیا با غلظت‌های کمتر از ۰۰۱/۰ میلی‌گرم در لیتر به‌طور قابل‌توجهی کم بود. غلظت کروم (Cr) از ۰٫۹۵۷ تا ۰٫۹۸۹ میلی گرم در لیتر و غلظت آرسنیک (As) کمتر از ۰٫۰۰۱ میلی گرم در لیتر در نمونه های شیرابه جمع آوری شده بود.
جدول ۴).
ارزیابی بر اساس استانداردهای زیست محیطی
ما جدولی را برای مقایسه نتایج تجزیه و تحلیل برای نمونه‌های آب شیرابه با استانداردهای زیست‌محیطی خاص تعیین‌شده توسط وزارت محیط‌زیست، آب و کشاورزی پادشاهی عربستان سعودی تهیه کردیم.
جدول ۴). از نظر خطر بالای سدیم و تأثیرات خاک، شیرابه غلظت بالای سدیم (Na) و مقادیر نسبت جذب سدیم (SAR) از استانداردهای آب‌های سطحی آشامیدنی و غیر آشامیدنی فراتر رفت. این یک تهدید اساسی برای نفوذپذیری و زهکشی خاک در مناطق اطراف است و به طور بالقوه مانع از بهره وری کشاورزی و به خطر افتادن کیفیت خاک می شود. خطر آلودگی کروم ناشی از افزایش مداوم سطوح کروم (Cr) که از تمام استانداردهای تجزیه و تحلیل شده فراتر می رود، نگرانی جدی را ایجاب می کند. بسته به گونه خاص کروم (کرم
۳+ یا Cr
6+خطر آلودگی برای آب های زیرزمینی، آب آبیاری و اکوسیستم های آب های سطحی وجود دارد. اگر آب های زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی عمل کنند، این می تواند عواقب مضری برای زندگی آبزیان و به طور بالقوه سلامت انسان داشته باشد.
ترکیبات متنوع زباله در این سایت تخلیه، از جمله زباله‌های جامد شهری، زباله‌های ساختمانی و تخریب، و زباله‌های کشتارگاه، وجود احتمالی آلاینده‌های آلی، آمونیاک و سایر فلزات سنگین را فراتر از موارد مورد تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد. تجزیه و تحلیل جامع این آلاینده‌های اضافی برای ارزیابی ریسک کامل و اجرای استراتژی‌های کاهش موثر حیاتی است. نزدیکی محل تخلیه به آب های زیرزمینی (۱۰ تا ۱۹ متر زیر سطح) خطر مهاجرت آلاینده ها را تشدید می کند. علاوه بر این، بالا بودن سطح توپوگرافی نسبت به محیط اطراف و حمل و نقل بالقوه رسوبات سطحی در طول رویدادهای بارندگی، آسیب‌پذیری نهرها و وادی‌های مجاور را افزایش می‌دهد. این عوامل مستلزم اقدامات مهار قوی و نظارت مستمر برای جلوگیری از آلودگی محیطی است. شیرابه از سایت تخلیه کاکیا به دلیل سطوح بالای سدیم، کروم و کلسیم، خطرات زیست محیطی جدی ایجاد می کند. ایجاد اقدامات موثر تصفیه و نظارت برای حفاظت از آب های زیرزمینی، کیفیت خاک و اکوسیستم های اطراف ضروری است.
ارزیابی همبستگی بین عناصر ضروری مورد مطالعه، فلزات سنگین و متالوئید
هنگامی که ماتریس همبستگی برای نمونه های شیرابه بر حسب pH و فلزات متالوئید و سنگین مورد بررسی قرار می گیرد، مشاهده می شود که Pb-Cr و Cd-A همبستگی مثبت بسیار قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۹۵ و ۰٫۸۱). . یک رابطه منفی بسیار قوی بین pH-Cd و pH-As وجود دارد (به ترتیب با ضرایب همبستگی -۱ و -۰٫۸). یک رابطه منفی قوی برای Pb-As وجود دارد (با ضریب همبستگی ۰٫۶۴-) (
شکل ۱۱آ). هنگامی که ماتریس همبستگی بر حسب pH و عناصر ضروری تجزیه و تحلیل می شود، Ca-Mg و pH-Na دارای همبستگی مثبت بسیار قوی هستند (به ترتیب با ضرایب همبستگی ۰٫۸۹ و ۰٫۸۴). pH-Ca و pH-Mg همبستگی منفی بسیار قوی دارند (به ترتیب با ضرایب همبستگی -۰٫۹۹ و -۰٫۸۰). یک رابطه منفی قوی برای Ca-Na وجود دارد (با ضریب همبستگی ۰٫۷۳-) (
شکل ۱۱ب).
۴٫ نتیجه گیری و پیشنهادات
اثرات سایت تخلیه کاکیا بر محیط مجاور، به ویژه با توجه به خاک اطراف، ارزیابی شد. میانگین مقادیر pH از ۸٫۴۵ تا ۹٫۰۰ متغیر بود که نشان‌دهنده افزایش پایه‌های قابل تعویض در اطراف سایت تخلیه کاکیا است که بیش از حد مجاز محلی است.
یک ارزیابی جامع از تأثیر سایت تخلیه کاکیا بر محیط زیست، به ویژه بر کیفیت آب های زیرزمینی، ضروری است. یک مطالعه تحلیلی دقیق شامل توزیع و محتوای فلزات سنگین، و همچنین خواص فیزیکوشیمیایی آنها، بر روی نمونه‌های آب زیرزمینی جمع‌آوری‌شده در اطراف سایت تخلیه زباله جامد در Kakia، شهر مکه انجام شد. نمونه‌های آب زیرزمینی از نظر فیزیکی شفاف و مناسب برای اهداف کشاورزی، با مقادیر pH از ۶٫۸۳ تا ۷٫۴۶ مشاهده شد. وجود فلزات سنگین در حال حاضر شناسایی شده مانند سرب، کادمیوم و کروم به طور مستقیم به انسان، حیوانات یا گیاهان آسیب نمی رساند. با این حال، ضروری است که محل دفن زباله باز به طور مداوم نظارت شود و تلاش‌های لازم برای بازسازی آغاز شود. در غیر این صورت، احتمالاً اثرات نامطلوبی ایجاد می کند که می تواند سلامت محیطی و عمومی را تهدید کند.
همبستگی بین عناصر ضروری مورد مطالعه، متالوئید و فلزات سنگین نیز در هر سه محیط (خاک، آب زیرزمینی و شیرابه) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به نظر می رسد یک رابطه مثبت بسیار قوی بین کلسیم و منیزیم وجود داشته باشد. به طور همزمان، یک رابطه منفی بسیار قوی و یک رابطه منفی قوی بین Ca-pH و Mg-pH در هر سه محیط مشاهده شد. بنابراین، همبستگی پیرسون به عنوان روشی مناسب برای تعیین تجربی چند پارامتر حیاتی برای به دست آوردن یک نشانه دقیق منطقی از پارامترهای کیفیت در محیط‌های مختلف شناخته شد. [
۸۷]. علاوه بر این، ماتریس همبستگی می تواند یک ابزار ضروری برای ارزیابی سلامت انسان و خطرات زیست محیطی باشد. به ویژه، همبستگی فلزات سنگین می تواند با شناسایی منابع این فلزات به مدیریت ریسک زیست محیطی کمک کند.
با توجه به نتایج و یافته‌های جمع‌آوری‌شده در مطالعه حاضر، توصیه می‌کنیم اقدامات زیر را در حین بهره‌برداری از سایت تخلیه کاکیا انجام دهید:
-
کاهش مقدار ذرات گرد و غبار قابل تنفس که در اثر حرکت کمپکتورها و کامیون ها در حین تخلیه به هم می ریزد و رسوبات پوشش شن و ماسه و MSW را از طریق مرطوب کردن گاه به گاه منطقه عملیاتی و روسازی جاده ها در صورت امکان با آسفالت فشرده و فشرده کنید.
-
به طور مکرر آب را در اطراف محل ورود به محل تخلیه و محل توزین کامیون ها اسپری کنید.
-
پیگیری و تعمیرات منظم کل شبکه راه و سلول های عملیاتی محل تخلیه را انجام دهید.
-
برای به حداقل رساندن و کاهش پتانسیل تعلیق مجدد ذرات معلق برای جلوگیری و به حداقل رساندن خطر قرار گرفتن در معرض انسان برای کارگران در محل های دفن زباله/دفن زباله، به طور منظم آب اسپری کنید.
-
درختان بیشتری بکارید و چشم انداز سبز را در/ اطراف محل دفن زباله/ محل دفن زباله گسترش دهید تا با استفاده از ظرفیت نگهداری گرد و غبار شاخ و برگ درختچه ها و درختان، سطح ذرات معلق محیط را به حداقل برسانید.
-
به طور کلی، سایت مورد مطالعه نیاز به برنامه ای برای حفظ منابع طبیعی فعلی (خاک، آب های زیرزمینی و هوا) دارد.
-
سناریوی بهینه را برای مدیریت MSW با مفهوم ۳Rs (کاهش، استفاده مجدد، و بازیافت) تشویق کنید و دسته‌بندی و تصفیه زباله را قبل از دفع انجام دهید.
شناسایی آلودگی ناشی از مکان‌های تخلیه باز و آغاز تلاش‌های بازسازی به‌عنوان گام اولیه برای کاهش اثرات مختلف بر سکونتگاه‌های انسانی در مجاورت عمل می‌کند. این تأثیرات بر حوزه های مختلف از جمله سلامت، محیط زیست، اقتصاد و جامعه تأثیر می گذارد. مواد خطرناک و آلودگی ساطع شده از محل های تخلیه باز بر سلامت افراد ساکن در مجاورت تأثیر منفی می گذارد و به بیماری های تنفسی ناشی از آلودگی هوا کمک می کند و منابع آب آشامیدنی را از طریق آلودگی آب به خطر می اندازد. علاوه بر این، آلودگی اطراف محل های تخلیه می تواند بر فعالیت های اقتصادی محلی مانند کشاورزی، دامپروری و گردشگری تأثیر منفی بگذارد و منجر به خسارات اقتصادی شود. از منظر اجتماعی، آلودگی در مجاورت محل‌های تخلیه، کیفیت زندگی ساکنان مجاور را کاهش می‌دهد، ناآرامی‌های اجتماعی را تقویت می‌کند و رفاه جامعه را کاهش می‌دهد. این مطالعه اهمیت شناسایی سطوح آلودگی موجود و انجام کارهای توانبخشی برای کاهش یا جلوگیری از این اثرات نامطلوب را روشن می کند.
