رشد شهرنشینی، صنعتی شدن و ترافیك سنگین در دهه های اخیر منجر به انتشار گستردهی عناصر بالقوه سمی در محیط های شهری شده است. در شهر اصفهان به عنوان یكی از قطب های صنعتی ایران شرایط اقلیمی خشك، همراه با بارندگی كم، موجب ماندگاری طولانی مدت ذرات آلاینده در جو و تجمع تدریجی آن ها بر سطوح خاك، گردوغبار خیابانی و پوشش گیاهی می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط همزمان ویژگی های مغناطیسی و ژئوشیمیایی در سه جزء خاك شهری، گردوغبار خیابانی و پوست درختان طراحی شده است. نمونه برداری در 32 موقعیت شهری در فصل تابستان (تیر ماه) و در اصفهان انجام شد. نمونه های خاك شهری از دو عمق 20-0 سانتی متر (110 نمونه) و 80-60 سانتی متر (32 نمونه)، نمونه های گردوغبار خیابانی (32 نمونه مركب) و نمونه های پوست درخت از چهار گونه چنار، نارون، كاج و توت (به تفكیك شسته شده و شسته نشده) جمع آوری گردید. ویژگیهای شیمیایی شامل pH، EC، كربن آلی و كربنات كلسیم معادل در نمونه های خاك و گردوغبار خیابانی اندازه گیری شد. غلظت عناصر بالقوه سمی (آهن، منگنز، مس، روی، سرب، نیكل و كبالت) در تمام نمونه ها پس از عصارهگیری با دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. ویژگی های مغناطیسی شامل پذیرفتاری مغناطیسی در فركانس های پایین و بالا با استفاده از دستگاه بارتینگتون MS2 اندازه گیری شد. ریخت شناسی و تركیب عنصری نمونه های پوست درختان با میكروسكوپ الكترونی روبشی مجهز به طیف سنجی EDX مدل Philips XL30 بررسی گردید. شاخص های ارزیابی آلودگی شامل فاكتور غنی شدگی، شاخص زمین انباشت و فاكتور آلودگی محاسبه و تحلیل های آماری با آزمون های من-ویتنی یو و دی-آگوستینو انجام شد. نتایج حاصل از بررسی خاكهای شهری نشان داد كه خاك سطحی اصفهان تحت تأثیر مستقیم فعالیت های انسانی قرار داشته و عناصر روی، مس و سرب به طور معنی داری در لایه سطحی متمركز شده اند، در حالی كه عناصر آهن، منگنز، كبالت و نیكل الگوی عمقی یكنواختی داشته و عمدتا منشأ زمین زاد دارند. میانگین پذیرفتاری مغناطیسی خاك سطحی به طور معنی داری بیشتر از خاك عمقی بود و همبستگی مثبت و نسبتا قوی با عناصر سرب، روی و مس نشان داد. گردوغبار خیابانی بالاترین سطح آلودگی را در میان سه جزء مورد مطالعه به خود اختصاص داد. فاكتور غنی شدگی محاسبه شده برای روی، سرب و مس بیانگر غنی شدگی زیاد تا بسیار زیاد در گردوغبار خیابانی بوده و نقش غالب منابع ترافیكی و صنعتی را در آلودگی این محیط تأیید می كند. همچنین همبستگی مثبت و معنی داری بین روی و پذیرفتاری مغناطیسی و نیز بین مس و روی در گردوغبار خیابانی مشاهده شد كه نشان دهنده همراهی این عناصر با ذرات مغناطیسی ناشی از احتراق و ترافیك است. بررسی غلظت عناصر بالقوه سمی در پوست چهار گونه درختی نشان داد كه پوست درخت نارون بالاترین میانگین غلظت آهن، روی و سرب را در نمونه های شسته نشده دارا می باشد، در حالی كه پوست درخت توت كمترین توانایی را در جذب آلاینده های فلزی نشان داد. شستشوی نمونه ها كاهش معنی داری در غلظت تمامی عناصر ایجاد كرد كه حاكی از سهم غالب رسوب ذرات سطحی با منشأ اتمسفری است. تصاویر میكروسكوپ الكترونی روبشی تفاوت های مورفولوژیك آشكاری را بین گونه ها نشان داد. پوست نارون دارای ساختاری بسیار متخلخل با حفره های شش ضلعی عمیق و متراكم (مشابه لانه زنبوری) است كه سطح تماس مؤثر را به طور قابل توجهی افزایش داده و امكان جذب ذرات جوی حاوی آلاینده ها را تقویت می كند، در حالی كه پوست توت سطحی نسبتا صاف و كم تخلخل دارد. بیشترین میانگین پذیرفتاری مغناطیسی در پوست شسته نشده مربوط به نارون، سپس كاج، چنار و توت بهدست آمد. بررسی همبستگی بین غلظت عناصر بالقوه سمی گردوغبار خیابانی و پذیرفتاری مغناطیسی پوست درخت، روابط مثبت و معنی داری را نشان داد كه بیشترین آن مربوط به مس، آهن و سرب بود. پژوهش حاضر به روشنی نشان داد كه گردوغبار خیابانی فعال ترین مخزن آلودگی و خاك سطحی به شدت تحت تأثیر ورودی های انسان زاد است، در حالی كه خاك عمقی بازتاب دهنده شرایط زمین زاد می باشد. در میان گونه های درختی مورد مطالعه، پوست درخت نارون به دلیل ساختار مورفولوژیك منحصربه فرد (تخلخل بسیار بالا، حفره های عمیق شش ضلعی و سطح تماس زیاد) بالاترین ظرفیت را در جذب و نگهداری ذرات مغناطیسی و عناصر بالقوه سمی دارا می باشد و به عنوان بهترین زیست پایشگر مغناطیسی برای پایش آلودگی در محیط های شهری همچون اصفهان معرفی می گردد. پذیرفتاری مغناطیسی پوست نارون به عنوان شاخصی سریع، ارزان و غیرمخرب می تواند در برنامه های پایش مستمر آلودگی و طراحی فضای سبز شهری مورد استفاده قرار گیرد. بر اساس یافته های این پژوهش، استقرار سیستم های پایش زیست مغناطیسی مبتنی بر پوست درخت نارون، همراه با مدیریت هدفمند منابع آلاینده ترافیكی و صنعتی، راهكاری كارآمد و مقرون به صرفه برای كاهش مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی ناشی از عناصر بالقوه سمی در كلان شهرهای صنعتی ایران ارائه می دهد.
واژه های كلیدی: عناصر بالقوه سمی، پذیرفتاری مغناطیسی، گردوغبار خیابانی، خاك شهری، پوست درخت، زیست پایشگر، شاخص آلودگی، اصفهان