۲-رسوبگذاری و کدورت

۳-گسترش مکان لنگرگاه ها برای کشتی ها

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۳-کاهش موجودات به علت تعلیق مواد لایروبی در آب

۴-افزایش تبادلات خارجی و فعالیت‌های اقتصادی در ارتباط با افزایش مسافرت های دریایی و صنعت توریسم.

۴-اثرات کوتاه مدت و طولانی مدت بر زیستگاه‌های آبی، مانند: اثر بر محیط پلاژیک، به علت مواد رسوبی معلق و افزایش کدورت ناشی از مواد کلوییدی که از عمق به سطح می آیند.

۵- حذف رسوبات آلوده در مناطق صنعتی از بستر

۵-ایجاد ترافیک بین کشتی ها به علت عملیات لایروبی

۱-۳-۲ تأثیر لایروبی بر غلظت فلزات سنگین در محیط
لایروبی کانال‌های کشتیرانی مقادیر بالایی از آلودگی فلزات را تولید می کند. مقداری از این فلزات به وسیله تخلیه مستقیم، صنایع و دیگر ضایعات و تخلیه‌ی لجن فاضلاب به دریا افزایش می‌یابند. آلاینده‌های پایدار از جمله فلزات می‌توانند به واسطه بزرگ نمایی زیستی^[۱۲] به رده های بالاتر زنجیره غذایی انتقال یابند که مقدار این آلاینده‌ها به دلیل تجمع زیستی در بدن آبزیان افزایش می‌یابد، و ازآنجایی که بسیاری از گونه های دریایی مورد تغذیه انسان قرار می‌گیرند، توجه به این امر حایز اهمیت می‌باشد (Wang and Chen, 2006).
حضور فلزات سنگین در آب و همبستگی آن با رسوبات به عنوان موضوع مورد توجه محققین و مهندسین رشته‌های مختلف، در رابطه با کیفیت آب می‌باشد. وجود فلزات در سیستم‌های آبی موجب تأثیر متقابل بین رسوب، آب و اتمسفری که با آب در ارتباط است، می‌شود. غلظت فلزات به علت هیدرودینامیک طبیعی، عوامل شیمیایی و فیزیکی در نوسان می‌باشد (Nzikhu, 2013).
ترکیبات شیمیایی یا به شکل محلول و یا شناور در آب وجود دارند. زمانی که ذرات درون آب به هم می‌پیوندند، در اثر افزایش وزن نشست می‌کنند، بنابراین رسوبات مکانی برای تجمع این ترکیبات خواهند بود و در صورتی که جریانات فیزیکی آب و فعالیت‌های بشری آن‌ها را دست خوش دگرگونی نسازد، منبع سمی به نسبت پایداری را به وجود می‌آورند، به همین دلیل رسوبات به عنوان یک منبع مستقیم و دارای سمیت بالا، که در ارتباط مستقیم با موجودات کفزی می‌باشند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کنند. .( Rauf et al., 2009)
فلزات سنگین، ترکیبات طبیعی پوسته زمین هستند که برخی از این فلزات در رشد و بقای موجودات زنده نقش حائز اهمیتی را ایفا می کنند مثل مس ،روی ،کبالت که به آنها عناصر کم مقدار می گویند. این فلزات در بدن موجودات در ساختار آنزیم ها، کوفاکتورها، اسیدهای نوکلئیک و سایر اجزای سلولی شرکت دارند ( Wang and Chen, 2006).
اما گروهی دیگر از فلزات، مثل جیوه، سرب و کادمیوم غیر ضروری بوده و عناصر حیاتی نیستند و هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای در بدن انسان و سایر موجودات زنده ندارند. این فلزات در گروه آلاینده های بسیار سمی طبقه بندی شده و محیط زیست را به شکل گسترده ای آلوده می کنند (Hetzer et al., 2006). فلزات سنگین توسط موجودات زنده و یا فرایندهای فیزیکی و شیمیایی تجزیه نمی گردند، واین امر سبب افزایش غلظت این مواد در محیط و ایجاد سمیت بیشتر در محیط می گردد (Hobbelen et al,.2006).
فلزات در تمامی محیط ها درسراسر دنیا یافت می شوند و حضورشان یا دارای علت های طبیعی است ویا به علت فعالیت‌های انسانی می باشد. فعالیت های صنعتی منجر به افزایش غلظت فلزات در محیط می شوند، که این مقدار گاه چندین برابر مقدار موجود در پوسته زمین می‌باشد (Salem et al., 2000). ارگانیزمها در معرض این غلظت بالا از فلز قرار می گیرند، نتایج محققین گواه بر اینست که نه تنها تنوع گونه‌ای آبهای آلوده کاهش می‌یابد بلکه دیگر موجودات نیز در طول زنجیره‌ غذایی تحت تاثیر این آلودگی قرار دارد (Perez-lopez et al., 2003; Ahmad and Shuhaimi-Othman, 2010).
ترکیبات آلی فلزی در محیط های آبی شامل ترکیبات پیچیده با لیگاند^[۱۳]های آلی مانند پیوند فلزات با پروتئین‌ها، یا ترکیب های آلی فلزی مانند شکل‌های متیله شده جیوه، کادمیم، سلنیم و دیگر ترکیب‌های شبیه به آن می‌باشد. این ترکیب‌های متیله فلزی بسیار سمی می‌باشند، زیرا به راحتی به دیواره سلولی نفوذ کرده و در آن جا تجمع پیدا می‌کنند (Greaney, 2005). انواع معدنی فلزات سنگین در محیط‌های آبی شامل یون‌های هیدراته، ترکیبات فلزی با سایر لیگاندهای معدنی و ترکیب‌هایی با درجات اکسایش مختلف می‌باشند. درجات اکسایش فلزات وابسته به pH آب ، مقدار اکسیژن محلول در آب، دما، فشار (وابسته به عمق) و نوع یون‌های واکنش دهنده، متفاوت می‌باشند (Harikumar and Jisha, 2010).
آلاینده های فلزی که طی عمل لایروبی در ستون آب رها می‌شوند، به شکل‌های متفاوتی بر سیستم‌های آبی تأثیر می گذارند، این فلزات به شکل یون آزاد در آب، ایجاد ترکیب با مواد آلی و غیر آلی، لیگاندهای آنیونی، جذب سطحی با ذرات مواد آلی یا معدنی، یا به شکل ذرات جامد بر محیط آب اعمال نقش می‌کنند. بخش عمده قابلیت دسترسی زیستی و سمیت فلزات مربوط به شکل آزاد این یون ها مانند: Cd,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn,Ag که به شکل یون مثبت در آب ظاهر می شوند و As و Crبه شکل یون منفی عمل می‌کنند (Jabusch, et al., 2008).
۱-۳-۲-۱- فلزات مورد مطالعه
سرب در محیط زیست به عنوان عنصری غیر ضروری و سمی شناخته شده است. این عنصر با ورود آسان به بافت خون به سادگی با دیگر اندام‌ها و بافت‌های زنده قابل تبادل می‌باشد. سرب در بافت ماهیچه و استخوان جایگزین بسیار فعالی برای کلسیم می‌باشد. مکان اصلی ذخیره سازی این عنصر سمی در استخوان‌ها و دندان‌ها می‌باشد. سرب تولید هموگلوبین را دچار اشکال می‌سازد، بنابراین کم خونی و پوکی استخوان در کودکان از نشانه‌های ورود سرب به بدن آن‌ها می‌باشد. این عنصر با تجمع در کلیه‌ها و مغز ضایعات جبران ناپذیری ایجاد می‌کند (COWI, 2002; Tangahu et al, 2011).
عنصر دیگری که در این مطالعه مورد توجه قرار گرفته است کادمیم می‌باشد. این فلز به دلیل کاربرد‌های گسترده‌ای که در صنایع دارد از مهم‌ترین منابع آلودگی با منشأ انسانی شمرده می‌شود.این فلز یکی از آلاینده‌های بسیار مهم برای آبزیان می‌باشد. به علت شباهت زیادی که این عنصر با فلز روی دارد به راحتی جانشین روی بیوشیمیایی ‌می‌شود و سبب افزایش فشار خون می‌گردد. از دیگر عوارض این عنصر می‌توان به تخریب کلیه‌ها، تخریب گلبول‌های قرمز نام برد. انتقال کادمیم به رسوبات از راه جذب سطحی به ترکیبات آلی و همچنین اکسیدهای آهن، آلومنیم و منگنز صورت می‌گیرد (Jaagumagi et al, 2000; Mearns et al., 1985).
کادمیم به طور مستقیم از آب دریا به بافت آبشش و از طریق جذب توسط غشاء سلولی به بدن موجودات واردمی‌شود و تجمع کادمیم در بافت‌های آبزیان رابطه‌ی مستقیمی با غلظت آن در آب دارد. قابلیت دسترسی این فلز در سامانه‌های آبی به ویژگی‌های فیزیکی محیط ازجمله pH، پتانسیل احیاء، سختی آب و حضور ترکیبات پیچیده‌ی دیگر بستگی دارد. کاهش شوری و افزایش دما دو علت اساسی در افزایش سمیت این عنصر در سامانه‌های آبی است. حساسیت موجودات مصب و آب شیرین نسبت به کادمیم به مراتب بیشتر از موجودات دریا و موجودات ساکن در آب‌های شور می‌باشد (Eisler,1985; Mance, 1987).
مس نیز به عنوان یک فلز سنگین در این بررسی مورد ارزیابی قرار گرفته است. راه طبیعی ورود مس به محیط زیست دریایی ناشی از فرسایش صخره های حاوی عناصر معدنی است. استفاده از مس در تجهیزات الکتریکی به صورت آلیاژ، کاتالیست های شیمیایی و رنگ های ضد زنگ برای کشتی ها و شناورهای دریایی به عنوان ماده پوششی محافظ چوب صورت می گیرد، این مصارف منجر به انتقال مس به محیط زیست می شود فاضلاب های شهری حاوی مقادیر بالایی از مس است و این موضوع سبب می شود تا غلظت این عنصر در لجن رسوبات که در زمین دفع می‌گردند بیشتر شود، مس از عناصر اصلی در بدن جانداران بوده و بیشترین غلظت آن در بدن سخت پوستان، شکم پایان، سرپایان می باشد. رنگدانه هموسیانین در بدن آن ها حاوی مس است و سمی ترین فلز بعد از جیوه و نقره بوده و به دلیل کاربرد در ساخت ضد زنگ و استفاده در بدنه‌ی کشتی‌ها، در بدن طیف وسیعی از موجودات دریایی مشاهده می‌شود.
ماهیت مس در آب بستگی به pH و غلظت کربنات ودیگر آنیون های محلول در آب دارد. متداول‌ترین حالات اکسایشی مس شامل یون‌های تک ظرفیتی و دو ظرفیتی می‌باشند، سمیت مس با افزایش سختی آب و مواد آلی محلول در آب کاهش می‌یابد. در آب های سخت، مس به ترکیبات کربناته تبدیل می‌شود و به آرامی از حالت محلول خارج می‌گردد، و همراه با دیگر ذرات رسوب می‌کند. هم چنین کلسیم با مس برای نشستن برروی مکان‌های فعال زیستی رقابت می‌کند و بدین ترتیب سمیت مس کاهش می‌یابد، در رسوبات، مس به صورت ترکیبات سولفیدی، هیدروکسیدی و کربناته در می‌آید. انحلال مس در دریا به صورت ⁺CuCO₃,Cu²⁺,CuOH⁺ می‌باشد، مس از جمله فلزاتی است که طی جذب سطحی به‌ راحتی از حالت محلول به صورت ذرات جامد در می‌آید. اغلب مس موجود در دریا به این صورت است (Nzikho, 2013).
روی از دیگر عناصر مورد مطالعه است. در آبهایی که قلیائیت پایینی دارند، روی به شکل Zn⁺² و کمپلکسهای هیدروکسید دیده می‌شود و در آبهای دارای قلیائیت بالا معمولا روی، کمپلکسهایی با کربنات و سولفات تشکیل می‌دهد. روی می‌تواند در pH بالا بصورت ترکیبات هیدروکسیدی رسوب بدهد همچنین می‌تواند توسط کربنات کلسیم ته نشین گردد. روی همچنین می تواند با ذرات کلوئیدی و آلی نیز تشکیل کمپلکس بدهد. ۱۰ تا ۷۸ درصد روی موجود در رودخانه‌ها جذب ذرات معلق موجود در آبها می‌شود و درصدی از آن رسوب می‌کند (EPA, 2005).
۱-۳-۳ اثر لایروبی بر ماکروبنتوزها
درشت بی مهرگان کف‌زی موجوداتی با اندازه بیشتر از ۵۰۰ میکرون می‌باشند. دسته‌ای از این موجودات بخشی از چرخه زندگی خود را بر روی بستر زندگی می‌کنند و بعد از بلوغ وارد لایه‌های آبی می‌شوند که زیست شناسان به آن‌ها بنتوز‌های موقتی^[۱۴] می‌گویند. دسته‌ای دیگر که تمام مدت زندگی خود را بر روی رسوبات بستر باقی‌ می‌مانند به نام بنتوزهای دائمی^[۱۵] خوانده می‌شوند (Borja et al., 2000).
این موجودات به عنوان اولین مصرف کنندگان در محیط آب از پلانکتون‌ها و مواد موجود در رسوبات بستر تغذیه می‌‌کنند و خود نیز منبع تغذیه برای موجودات بزرگ‌تر از جمله ماهی‌ها و دیگر طعمه خواران قرار می‌گیرند (Ysebaert et al., 2002; Jonsson, 1975)..
ماکروبنتوزها نقش بسزایی در آزادسازی فسفر و نیتروژن و سرعت بخشیدن به تولید سایر مواد غذایی و انتقال این مواد به پلانکتون‌ها و دیگر تولیدکنندگان اولیه دارند (Thibodeau et al, 2010). کفزیان به عنوان حلقه‌های دوم و یا سوم زنجیره‌ی غذایی، در چرخش مواد غذایی و انتشار انرژی حاصل از تولید کنندگان اولیه به سطوح بالاتر تغذیه‌ای مانند ماهی‌های اقتصادی، نقش اساسی دارند. آن‌ها می‌توانند با جذب برخی از آلاینده‌ها از محیط نقش ارزنده‌ای در سوخت و ساز و تجزیه آن‌ها داشته باشند (Newell et al., 1998).
طبق بررسی‌های به عمل آمده لایروبی می تواند شماری از اثرات زیست محیطی مختلف بر بستر آب‌ها ایجاد نماید. جا به جایی رسوبات و تغییر در ساختار بستر، تغییر در عمق، تغییر در شدت امواج و دیگر تغییرات فیزیکی محیط، از جمله مواردی هستند که به شدت موجودات مقیم آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. حمل و انتقال رسوبات موجب جا به جایی موجودات کفزی به مکان‌های دیگر، ایجاد فشارهای محیطی شدید در مراحل مختلف رشد آن‌ها و یا در نهایت سبب بالا رفتن آمار مرگ ومیر در این آبزیان می‌گردد. ایجاد ارتعاش و آلودگی صوتی، از دیگر عوامل است که سبب مهاجرت بسیاری از موجودات متحرک شده، و فیزیولوژی دیگر موجودات ساکن در محیط را دچار تغییر می‌کند. طبق نظر دانشمندان، در محیطی که لایروبی انجام می‌شود، نه تنها آلودگی فیزیکی به دنبال دارد بلکه با افزایش تیرگی آب و کاهش فعالیت‌های وابسته به نور و هم‌چنین با آشفته ساختن رسوبات و رها سازی آلاینده‌های شیمیایی مانند: هیدروکربن‌ها و فلزات سنگین و یا مواد مغذی درون رسوبات سبب افزایش قابلیت دسترسی زیستی و ایجاد تغییر در ترکیب موجودات و جوامع بنتیک موجود در آن ناحیه می‌گردد (Eggleton and Thomas, 2004;Vandecasteel et al., 2004). شکل(۱-۳) اسکله سیزده اروند رود را در هنگام اجرای عملیات لایروبی نشان می‌دهد. هدف اصلی این شکل نشان دادن بخشی از حجم رسوبات جا به جا شده می‌باشد.
شکل۱-۳ -حمل و انتقال رسوبات اروند رود از اسکله سیزده در هنگام لایروبی
برای پیش برد اهداف حفاظت و ایجاد پایداری زیست محیطی در ارزیابی بنتیک‌ها، به آگاهی‌هایی در مورد مسائل زیست محیطی ناشی از لایروبی نیاز است که به قرار زیر می باشند:
فراهم ساختن شناخت گسترده مکانی از محیط بستر دریا داخل و اطراف ناحیه‌ عملیات لایروبی که شامل شناسایی گونه ها یا زیستگاه‌های مهم و حساس باشد.
بررسی چگونگی تغییرات ایجاد شده در طول زمان لایروبی از نظر ماهیت، تراکم و فاصله‌ مکانی که ممکن است به اثرات لایروبی و مواد تجمع یافته حاصل از آن مربوط باشد.
مشخص کردن شرایط مجاز، که کمترین تأثیر را بر محیط زیست داشته باشد.
بررسی چگونگی ادامه و اجرای شرایط مجاز و کم ضرر.
مشخص نمودن تأثیرات نا مطلوب ایجاد شده ناشی از لایروبی و پیامدهای آن در محیط زیست (DTLR, 2002).
۱-۳-۳-۱ تأثیر آلاینده‌ها بر موجودات کفزی
آزمایشات نشان داده‌اند که آلاینده ها آثار سوء مستقیم وغیر مستقیم زیادی روی محیط زیست دارند، تغییر کیفیت آب و در پی آن تغییر پراکنش موجودات کفزی را می‌توان ازجمله این موارد دانست. بنابراین ضمن نمونه برداری از محیط‌های آبی و کفزیان می توان به وضعیت سلامت آب پی‌برد، طبق بررسی‌های انجام شده، آلودگی محیط‌های آبی سبب محدودیت در تنوع بی‌مهرگان بزرگ کفزی می‌گردد، به طوری که تنها گونه‌های بسیار مقاوم در غلظت کم اکسیژن باقی خواهند ماند. از طرف دیگر تشکیل لجن و نفوذ مواد شیمیایی سمی نه تنها ممکن است سبب کاهش جمعیت یک گونه گردد، بلکه امکان دارد باعث حذف کامل جامعه بی‌مهرگان بزرگ کفزی در آن منطقه آلوده شود (کریمیان و همکاران، ۱۳۸۸).
وقتی جمعیت موجودات با یک آشفتگی طبیعی مانند: طوفان یا امواج شدید رو به رو می‌شوند کم کم بازسازی^[۱۶] کرده و آسیب وارد شده را جبران می‌کنند، اما در اثر فعالیت‌های گوناگون صنعتی و کشاورزی انسان، تغییرات فیزیکی، شیمیایی و یا اکولوژیکی در محیط ایجاد می‌شود که در این صورت بازسازی به سهولت انجام نمی‌شود و اجتماع موجودات را به ایجاد حالت جدید وادار می کنند (Bradshaw et al., 2001).