شناسایی و سهمیابی منابع انتشار فلزات سنگین در میکروپلاستیکهای هوابرد در زمینهای کشاورزی با کشت زیرپلاستیکی با استفاده از مدل ماتریس عامل مثبتساز انتشار فلزات سنگین
ارتقای ایمنی و پیشگیری از مصدومیت ها,
دوره 13 شماره 2 (1404),
11 ژوئیهٔ 2026
,
صفحه 20-33
https://doi.org/10.22037/iipm.v13i2.52136
چکیده
سابقه و هدف: هدف از مطالعه حاضر، شناسایی و سهمیابی منابع انتشار فلزات سنگین همراه با میکروپلاستیکهای جوی در زمینهای کشاورزی دارای کشت زیرپلاستیکی در دشت آزادگان با استفاده از مدل ماتریس عامل مثبتساز (PMF) بود.
روش کار: این پژوهش در سال ۲۰۲۴ در اراضی دشت آزادگان انجام شد. نمونهبرداری فعال بر اساس شبکه منظم شامل ۳۵ ایستگاه مزارع زیرپلاستیکی و ۵ ایستگاه کنترل در فاصله ۱۰ کیلومتری، طی زمستان و تابستان با پمپ هوای SKC و سه تکرار انجام گرفت. ذرات با میکروسکوپ نوری شناسایی، مورفولوژی سطحی با SEM و نوع پلیمرها با FTIR تعیین شد. غلظت فلزات سنگین تجمعیافته بر سطح میکروپلاستیکهای هوابرد (Ni، Zn، Mn، Pb، Fe، Cu، Cr و Cd) نیز با ICP-OES اندازهگیری شد.
یافتهها: یافتهها نشان داد که پلیاتیلن با ۵۳.۷ درصد پلیمر غالب در اتمسفر مزارع بود و میانگین فراوانی میکروپلاستیکها در زمستان بیش از تابستان بود. غلظت همه فلزات سنگین در مناطق کشاورزی از مناطق کنترل فراتر رفت و Cu و Fe بیشترین انباشت سطحی را داشتند. شاخصهای مدل PMF (۰.۹۶- ۰.۷۳= R² و ۱.۱۶ ≈ Qrobust/Qtrue) برازش قابل قبول را تأیید کردند. گردوغبار محلی/منطقهای بیشترین سهم را در انتشار Fe (۶۱.۴ درصد) و Mn (۵۶.۳ درصد) داشت، درحالیکه منابع ترافیکی، فعالیتهای کشاورزی و فرسایش پلاستیکهای کشاورزی عوامل اصلی بارگذاری Pb (بهترتیب ۳۱.۸ و ۲۲.۴ درصد) و Zn (۲۲.۴ و ۲۷.۷ درصد) بودند.
نتیجهگیری: کاربرد گسترده پلاستیکهای کشاورزی علاوه بر انتشار مستقیم ذرات پلیمری در اتمسفر، پتانسیل بالایی در انتقال اتمسفری فلزات سنگین از طریق میکروپلاستیکها دارند.
- فلزات سنگین
- کشت زیرپلاستیکی
- ماتریس عامل مثبتساز
- منشاءیابی
- میکروپلاستیکها
ارجاع به مقاله
مراجع
1. Allen S, Allen D, Moss K, Le Roux G, Phoenix VR, Sonke JE. Examination of the ocean as a source for atmospheric microplastics. PloS one. 2020;15(5):e0232746. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232746
2. Zhang Y, Kang S, Allen S, Allen D, Gao T, Sillanpää M. Atmospheric microplastics: A review on current status and perspectives. Earth-Science Reviews. 2020;203:103118. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103118
3. Nematollahi MJ, Keshavarzi B, Mohit F, Moore F, Busquets R. Microplastic occurrence in urban and industrial soils of Ahvaz metropolis: a city with a sustained record of air pollution. Science of the Total Environment. 2022;819:152051. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152051
4. Sharma U, Sharma S, Rana VS, Rana N, Kumar V, Sharma S, Qadri H, Kumar V, Bhat SA. Assessment of microplastics pollution on soil health and ecotoxicological risk in horticulture. Soil Systems. 2023;7(1):7. https://doi.org/10.3390/soilsystems7010007
5. Materić D, Ludewig E, Brunner D, Röckmann T, Holzinger R. Nanoplastics transport to the remote, high-altitude Alps. Environmental Pollution. 2021;288:117697. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.117697
6. Eslami A, Rafiee M, Mozaffar Ghadirli M, Hashemi M. Hidden Soil Contamination with Microplastics: Urgent Revision of Standards Recommended for Environmental Protection and Food Security. Journal of Safety Promotion and Injury Prevention (Irtiqa Imini Pishgiri Masdumiyat). 2026;13(1):21-25. (In Persian). https://doi.org/10.22037/iipm.v13i1.50641
7. Wright SL, Ulke J, Font A, Chan KL, Kelly FJ. Atmospheric microplastic deposition in an urban environment and an evaluation of transport. Environment international. 2020;136:105411. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105411
8. Martina M, Castelli ST. Modelling the potential long-range dispersion of atmospheric microplastics reaching a remote site. Atmospheric Environment. 2023;312:120044. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.120044
9. Zhang H. Transport of microplastics in coastal seas. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2017;199:74-86. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2017.09.032
10. Ahmad M, Chen J, Khan MT, Yu Q, Phairuang W, Furuuchi M, Ali SW, Nawab A, Panyametheekul S. Sources, analysis, and health implications of atmospheric microplastics. Emerging Contaminants. 2023;9(3):100233. https://doi.org/10.1016/j.emcon.2023.100233
11. Wang Y, Zhu Y, Guo G, An L, Fang W, Tan Y, Jiang J, Bing X, Song Q, Zhou Q, He Z. A comprehensive risk assessment of microplastics in soil, water, and atmosphere: Implications for human health and environmental safety. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2024;285:117154. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.117154
12. Borthakur A, Leonard J, Koutnik VS, Ravi S, Mohanty SK. Inhalation risks of wind-blown dust from biosolid-applied agricultural lands: are they enriched with microplastics and PFAS? Current Opinion in Environmental Science & Health. 2022;25:100309. https://doi.org/10.1016/j.coesh.2021.100309
13. Piehl S, Leibner A, Löder MG, Dris R, Bogner C, Laforsch C. Identification and quantification of macro-and microplastics on an agricultural farmland. Scientific reports. 2018;8(1):17950. https://doi.org/10.1038/s41598-018-36172-y
14. Gao H, Liu Q, Yan C, Wu Q, Gong D, He W, Liu H, Wang J, Mei X. Mitigation of greenhouse gas emissions and improved yield by plastic mulching in rice production. Science of the Total Environment. 2023;880:162984. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162984
15. Khalid N, Aqeel M, Noman A, Rizvi ZF. Impact of plastic mulching as a major source of microplastics in agroecosystems. Journal of Hazardous Materials. 2023 Mar 5;445:130455. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130455
16. Qiang L, Hu H, Li G, Xu J, Cheng J, Wang J, Zhang R. Plastic mulching, and occurrence, incorporation, degradation, and impacts of polyethylene microplastics in agroecosystems. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2023;263:115274. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115274
17. Abtahi M, Manavipour E, Eslami A, Shahsavani A, Saeedi R, Shokri Dariyan F. Industrial or cold-pressed oils? a comparison of physicochemical properties in the Sabzevar market. Journal of Safety Promotion and Injury Prevention (Irtiqa Imini Pishgiri Masdumiyat). 2026;13(1):20-14. (In Persian). https://doi.org/10.22037/iipm.v13i1.50627
18. Yuan Y, Qin Y, Wang M, Xu W, Chen Y, Zheng L, Chen W, Luo T. Microplastics from agricultural plastic mulch films: a mini-review of their impacts on the animal reproductive system. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2022;244:114030. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114030
19. Bharti R, Sharma R. Effect of heavy metals: an overview. Materials Today: Proceedings. 2022;51:880-885. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.278
20. Jin T, Tang J, Lyu H, Wang L, Gillmore AB, Schaeffer SM. Activities of microplastics (MPs) in agricultural soil: a review of MPs pollution from the perspective of agricultural ecosystems. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022;70(14):4182-4201. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c07849
21. Okeke ES, Okoye CO, Atakpa EO, Ita RE, Nyaruaba R, Mgbechidinma CL, Akan OD. Microplastics in agroecosystems-impacts on ecosystem functions and food chain. Resources, Conservation and Recycling. 2022;177:105961. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105961
22. Paatero P, Tapper U. Positive matrix factorization: A non‐negative factor model with optimal utilization of error estimates of data values. Environmetrics. 1994;5(2):111-126. https://doi.org/10.1002/env.3170050203
23. Liu P, Qian L, Wang H, Zhan X, Lu K, Gu C, Gao S. New insights into the aging behavior of microplastics accelerated by advanced oxidation processes. Environmental science & technology. 2019;53(7):3579-3588. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b00493
24. Aliannejadi S, Hassani A-H, Ahmad-Panahi H, Borghei SM. Anthracene removal from aqueous nedia using functionalized magnetic nanoparticles with poly (amidoamine) dendrimer. Journal of Safety Promotion and Injury Prevention (Irtiqa Imini Pishgiri Masdumiyat). 2020;7(1):64-55. (In Persian). https://doi.org/10.22037/meipm.v7i1.28549
25. Zhang M, Zhao Y, Qin X, Jia W, Chai L, Huang M, Huang Y. Microplastics from mulching film is a distinct habitat for bacteria in farmland soil. Science of the Total Environment. 2019;688:470-478. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.108
26. Qi Y, Yang X, Pelaez AM, Lwanga EH, Beriot N, Gertsen H, Garbeva P, Geissen V. Macro-and micro-plastics in soil-plant system: effects of plastic mulch film residues on wheat (Triticum aestivum) growth. Science of the Total Environment. 2018;645:1048-1056. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.229
27. Sridharan S, Kumar M, Singh L, Bolan NS, Saha M. Microplastics as an emerging source of particulate air pollution: A critical review. Journal of Hazardous Materials. 2021;418:126245. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126245
28. Chen Y, Leng Y, Liu X, Wang J. Microplastic pollution in vegetable farmlands of suburb Wuhan, central China. Environmental Pollution. 2020;257:113449. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113449
29. Holmes LA, Turner A, Thompson RC. Adsorption of trace metals to plastic resin pellets in the marine environment. Environmental Pollution. 2012;160:42-48. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.08.052
30. Hahladakis JN, Velis CA, Weber R, Iacovidou E, Purnell P. An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling. Journal of Hazardous Materials. 2018;344:179-199. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.10.014
31. Abbasi S, Rezaei M, Ahmadi F, Turner A. Atmospheric transport of microplastics during a dust storm. Chemosphere. 2022;292:133456. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133456
32. MalAmiri N, Rashki A, Hosseinzadeh SR, Kaskaoutis DG. Mineralogical, geochemical, and textural characteristics of soil and airborne samples during dust storms in Khuzestan, southwest Iran. Chemosphere. 2022;286:131879. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131879
33. Wei B, Yang L. A review of heavy metal contaminations in urban soils, urban road dusts and agricultural soils from China. Microchemical journal. 2010;94(2):99-107. https://doi.org/10.1016/j.microc.2009.09.014
34. Meng J, Xu B, Liu F, Li W, Sy N, Zhou X, Yan B. Effects of chemical and natural ageing on the release of potentially toxic metal additives in commercial PVC microplastics. Chemosphere. 2021;283:131274. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131274
- چکیده مشاهده شده: 22 بار
- 2 دانلود شده: 9 بار