Please enter banners and links.
حوزه آبریز اروند از دشت‌های پست و مرطوب، چندین باتلاق و دریاچه تشکیل شده است. تمامی این حوزه مسطح بوده و در مواقع طغیان آب، قسمت اعظم آن غرقاب می‌گردد.در مجاورت این رودخانه صنایع مهمی مانند پالایشگاه نفت و پتروشیمی آبادان قرار دارند، که حجم بالای مصرف آب در این مراکز، بار آلودگی بسیاری را در بر دارد. از جمله این آلاینده‌ها فلزات سنگین می‌باشند، که همراه با پساب این صنایع به رودخانه راه می‌یابند و در کف رودخانه ته نشست می‌شوند (Maghtouie et al., 2011;Afkhami, et al., 2007).
از آنجا که رودخانه اروند از نظر کشاورزی، کشتیرانی، صیادی و زیست محیطی برای ایران از جایگاه خاصی برخوردار می‌باشد، بررسی کیفیت آب این رودخانه و اندازه گیری میزان آلاینده‌های درون آن امری ضروری می‌باشد (Utang et al., 2012). برخی از منابع آلاینده شهری و صنعتی رودخانه اروند در دو جدول(1-1) و (1-2) زیر نشان داده شده است. قابل مشاهده است که حجم پساب ورودی در سال و مقادیر اندازه گیری شده برای فاکتورهای BOD, COD , TDS بار آلودگی زیادی برای رودخانه دارد.
جدول(1-1) بارآلودگی وارده از فاضلاب‌های شهری، کشاورزی و صنعتی به رودخانه (تن در سال)پارامتر بار آلودگی
محدوده BOD(mg/l) COD(mg/l) کل جامدات محلول TDS(mg/l) حجم پساب m3/year
909
274
121
157
اول 43 112 2694 دوم 24 26 1268 سوم 42 78 1298 چهارم 45 601 836 مأخذ: اداره کل حفاظت محیط زیست خوزستان در سال 1384
جدول (1-2) منابع آلاینده تخلیه فاضلاب شهری مؤثر بر رودخانه اروندردیف فاضلاب شهری محل تخلیه فاضلاب دبی متوسط (متر مکعب در ثانیه) حجم سالانه تخلیه (میلیون متر مکعب) EC
حداقل حداکثر متوسط
1 اهواز کارون 5/3-5/4 110-140 1600 4073 1036
2 خرمشهر کارون- خرمشهر 45/0 20/14 3420 9810 5475
3 آبادان بهمنشیر – اروند 65/0 19 2700 5080 3663
اقتباس از آزمایشگاه امور بررسی کیفی منابع آب استان خوزستان در سال 1384
1-3- ضرورت لایروبی و پیامدهای زیست محیطی آناجرای طرح‌های لایروبی بنادر، خورها و رودخانه‌ها در ایران در دهه اخیر، روند رو به رشدی داشته، و حجم عملیات لایروبی افزایش یافته است. یکی دیگر از عوامل مهم در بررسی اثرات ناشی از عملیات لایروبی، شناخت آلاینده‌های موجود در مواد لایروبی شده برای پیش بینی اثرات زیست محیطی پروژه‌های لایروبی و ارائه راهکارهایی برای پیشگیری و کنترل اثرات مخرب آن می‌باشد. سال‌ها تخلیه کنترل نشده مواد آلاینده در دریا باعث شده است که رسوبات بستر دریا در مناطق مرکزی بندرگاه‌های بزرگ به مواد سمی به خصوص فلزات سنگین آغشته باشند و قشر قابل توجهی از خاک بستر را آلوده نمایند. این آلودگی‌ها همراه با جابه‌جایی لنگر کشتی‌ها در بستر آبها تا عمق زیادی نفوذ میکنند. نخستین مسئله‌ای که در لایروبی بایستی مورد توجه قرار گیرد، شناسایی نوع آلودگی مواد لایروبی شده و شاخص‌های تعیین کننده میزان آن است. باید توجه داشت که برحسب ناحیه مورد سنجش درجه آلودگی رسوبات متفاوت می‌باشد و نمی‌توان لایروبی را دلیل افزایش آلودگی محیط دانست، بلکه با این فرض مهم می‌توان به مطالعه‌ی اثرات منفی احتمالی این پروژه‌ها بر محیط آب و موجودات درون آن پرداخت و راهکارهایی برای محدود سازی این اثرات زیست محیطی اندیشید (کرباسی و شادی، 1391).
1-3-1 اثرات لایروبی بر تغییرات فیزیکوشیمیایی و زیستی محیط آببررسی‌های انجام شده، لایروبی را به عنوان یک تهدید مستقیم برای محیط‌های آبی تأیید کرده‌اند، و ورود آلاینده‌ها را از رسوب به درون آب نشان داده‌اند (Newell et al., 1998; Ohimain et al., 2008; Kotta et al., 2009; Sabra et al., 2011) .آلاینده های ناشی از عملیات لایروبی را می‌توان بر حسب ماهیت به تغییرات فیزیکی، شیمیایی و زیستی تفکیک نمود.
در مورد تغییرات فیزیکی می‌توان به افزایش مواد معلق و کدورت آب اشاره کرد ورود رسوبات به ستون آب مجاورشان، بر موجودات درون آن از جمله ماهیان پلاژیک و جوامع بنتیک اثرگذار است (Nightingale and Simenstad, 2011). اگر چه بعضی موجودات از کدورت آب به عنوان استتار از دست شکارچیان استفاده میکنند. اما این اغتشاش محیطی با افزایش استرس سبب مهاجرت بسیاری از موجودات متحرک می‌گردد (NOAA, 2011).
به دنبال تغییرات فیزیکی ایجاد شده در فرسایش بستر و هم چنین تغییر در فرایندهای رسوبگذاری، علاوه بر تخریب زیستگاه موجودات کفزی، الگوی انتقال امواج در محیط آب تغییر می‌کند (al., 2006 Skilleter et al., 1991;Nairn, et al, 2004; Messieh et). تغییر در الگوی چرخش آب تعیین کننده توزیع آب شیرین و شور به خصوص در مصب‌ها است. افزایش عمق رودخانه و پیشروی آب شور در این ناحیه، ترکیب گونه‌های ساکن در آب شیرین را تحت تأثیر قرار می‌دهد Nightingale,2001) ).
لایروبی سبب جا به جایی زیر لایههای بستر رودخانه‌ها می‌گردد، ایجاد این تغییر در شکل طبیعی بستر و توپوگرافی آن مکان و تغییر در ترکیب رسوبات و ایجاد تحرک پذیری آنها وابسته به روش لایروبی به کار برده و حجم رسوبات جا به جا شده می‌باشد. اثرات لایروبی از مکانی به مکان دیگر به نوع رسوبات، توپوگرافی آن منطقه و هیدرودینامیک محیط بستگی دارد. ابزارهای لایروبی با دیگر ادواتی که در محیط آب ایجاد آشفتگی میکنند از جمله: اسکالوپ‌ها، کشیدن تور ترال و تکنیک‌های مربوط به نقشه‌های اکوستیک مانند سونار، متفاوت می‌باشد. ابزارهای لایروبی معمولا برای وسعت‌های زیاد با عمق بیشتر به کار می‌روند. گاه لایروب چندین بار بر بستر کشیده میشود، و یا لایروبی به دفعات پیاپی و در زمان‌های نزدیک به هم انجام می‌گردد. به همین دلیل این عملیات می‌توانند اثرات بیشتر و طولانی‌تری بر هیدرودینامیک آب و ایجاد اختلال در جریان‌های محلی و الگوی رسوبگذاری داشته باشند.
افزایش عمق از دیگر اثرات فیزیکی لایروبی می‌باشد که باعث کاهش شدت جریان و ته‌نشینی رسوبات نرم در بستر آبها می‌گردد. از آنجا که ترکیب جمعیت‌ها به نوع رسوب بستر و عمق زیستگاهشان، بستگی دارد. طبق مطالعات تغییر در این ویژگی‌ها سبب تغییر در اجتماعات بعدی این مناطق نسبت به قبل از لایروبی میشود. در بعضی مناطق این تغییرات تراکم، تنوع و بیومس موجودات ساکن در منطقه و جمعیت‌هایی را که پس از لایروبی به وجود می‌آیند، نسبت به آنچه قبل از آن بوده متفاوت می‌سازد.
بیشتر ماکروبنتوزها در لایههای بالایی رسوبات زندگی میکنند، برداشتن این لایه سبب جا به جایی این موجودات همراه با رسوبات و تخلیه آنها در مکان‌های دیگر می‌گردد. بیشتر بررسی‌ها نشان داده‌اند که این عمل فیزیکی سبب کاهش70-40% در تعداد و بیومس موجودات و 70-30% کاهش در گونه‌های آنها را تأیید میکنند. ناگفته نماند که این اثرات به وسعت لایروبی و زمان انجام آن بستگی دارد (et al., 2011 Hill).
بخش آلودگی شیمیایی را فلزات، سموم و مواد هیدروکربنی شامل می‌شوند. طبق نظر محققین با ایجاد آشفتگی در رسوبات آلاینده‌های شیمیایی به همراه رسوبات نرم در محیط آب رها می‌شوند، و در نتیجه لایه رویی رسوبات برداشته میشود. لایههای زیرین رسوبات که با کمبود اکسیژن رو به رو می‌باشند، در این لایه بی‌هوازی بیشترین ترکیب مواد سولفیدهای فلزی می‌باشند. لایه برداری سبب میشود که این بخش در معرض اکسیژن قرار گیرد. انجام عمل اکسیداسیون در ترکیبات سولفیدی و افزایش مقدار سولفات در محیط، اسیدیته[1] آب را کاهش می‌دهد، بسیاری از فلزات سنگین در pH پایین به شکل یون‌های مثبت در آب رها می‌شوند (Tack et al., 1999). البته تحرک پذیری فلزات به شدت تحت تأثیر ظرفیت اسیدی شدن(APC)[2] و یا ظرفیت خنثی شدن(ANC)[3] محیط بستگی دارد (Tomson et al., 2002).
بررسی‌ها نشان داده‌اند که آلاینده‌ها شامل ترکیبات هیدروکربنی و فلزات سنگین، نه تنها خواص فیزیکوشیمیایی آب را تحت تأثیر قرار می‌دهند و سبب کاهش تنوع گونه‌ای در محیط‌های آبی می‌شوند بلکه با ورود به زنجیره غذایی سلامت انسان را به مخاطره می‌اندازند. به همین دلیل مطالعه اثرات زیست محیطی[4] آن از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد (spencer and Leod, 2002;Lumoa, 1989).
بخش بیولوژیکی آلاینده‌ها را می‌توان به موجودات ریز ذره بینی موجود در محیط آب دانست. میکروارگانیسم‌ها و موجودات کوچک ذره‌بینی با افزایش یا کاهش خود محیط آب و کیفیت آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. وجود بعضی از این گونه‌ها مانند کلیفرم، نشان دهنده ورود فاضلاب شهری در آب و افت کیفیت آن به منظور مصرف عموم می‌باشد (EPA, 2004).
1-3-1-1 کیفیت آب و عوامل مؤثر بر آنباید توجه داشت که رودخانه‌ها جریانات طبیعی آب هستند که در مسیر خود به دیگر انشعابات می‌پیوندند و به درون اقیانوس یا دریاچه‌ها تخلیه می‌گردند. این آبها به وسیله ذوب شدن یخچال‌ها و دیگر منابع ذخیره طبیعی آب تغذیه می‌شوند اگرچه تنها 0001/0% از کل آبهای جهان را شامل می‌شوند ولی محتوی آب و نوترینت از کل نواحی زمین در طول مسیر خود می‌باشند. پس این آبها می‌توانند به طور طبیعی در مسیر خود سنگ‌ها و گل و لای را در خود حل نمایند و به این طریق مقدار بسیاری از یون‌ها در رودخانه‌ها افزایش می‌یابد (UNESCO, 2002;Kumar and Dua, 2009).
امروزه با ازدیاد جمعیت و به علت افزایش فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی، بشر نیز در ورود آلاینده‌ها و ایجاد تغییر آنها سهیم می‌باشد. بررسی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و تعیین کیفیت آب به مسئله مهم کشورهای پیشرفته و در حال پیشرفت تبدیل شده است. کیفیت آب به عنوان بحث روز و موضوع مورد علاقه عموم در آمده است. همه مردم اهمیت آب را به عنوان نیاز اولیه زندگی می‌دانند. اگرچه خیلی از مردم نسبت به شرایط و کیفیت آبی که امروزه در دسترس آنها قرار می‌گیرد با خبر نیستند. آلودگی آب روز به روز در دنیا افزایش می‌یابد. از طرف دیگر دسترسی به آب به مرور کم شده است. براساس شرایط محیطی، کیفیت آب در خیلی از قسمت‌های دنیا کاهش یافته است و مشکلات مربوط به آب به عنوان یک موضوع جهانی در آمده که نیاز به حل و فصل دارد ( and Febrina, 2011 Susilo).
بنابراین بررسی علمی کیفیت آب و چگونگی تأثیر مواد آلاینده بر آبهای مورد استفاده، مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. افزایش صنایع و ورود فاضلاب آنها به رودخانه‌ها، نیاز به بررسی کیفیت آبها را به عنوان آب آشامیدن، آب مورد استفاده کشاورزی و زراعت، ویا زیستگاه جانوران آبزی، الزامی ساخته است (WHO/UNEP, 1997; Bharti and Katyal, 2011;Alobaidy et al., 2010).
اگرچه برای اندازه‌گیری کیفیت آب بسیاری از عوامل از جمله: نوع آلاینده‌ها، حجم و زمان ورود پساب‌ها، تغییر پارامترهای محیطی، میزان آب رودخانه در زمان نمونه‌برداری و دیگر عوامل تأثیر گذار را باید در نظر گرفت cordoba, 2010; Bhardwaj et al 2010)).
در دهه‌های اخیر با گسترش صنعت صید و صیادی تغییرات قابل توجهی در زیستگاه‌های آبی رخ داده است. به طوری که در انتهای قرن بیستم میلادی، ساختار اغلب زیستگاه‌ها و جوامع ساحلی به دلیل ورود مقادیر زیاد آلاینده‌های شیمیایی، تحت تأثیر واقع شده بود. امروزه وضعیت این نواحی توسط پارامترهای کیفی و کمی متفاوتی ارزیابی می‌شوند. مناطق بندری، کانون تنش‌های محیطی فراوانی به خصوص در شهر‌های پرجمعیت(بیش از یک میلیون نفر) یا بنادر صنعتی و تجاری بزرگ می‌باشند، زیرا این مناطق منبع انواع آلودگی نظیر پساب‌های شهری و صنعتی، معدنکاری، زباله‌های حمل و نقل دریایی و مواد حاصل از لایروبی هستند(UNEP, 2008).
از جمله مواردی که باید به طور دقیق مورد توجه قرار گیرد، تغییر جوامع آبزیان اعم از پلانکتون، بنتوز و نکتون در اثر این گونه فعالیت‌ها می‌باشد. در این راستا، تلفیق اطلاعات مربوط به شیمی رسوبات و ویژگی‌های زیستی آن می‌تواند راه گشا باشد.
ورود آلاینده‌ها به محیط آب، پیامدهای اکولوژیکی لایروبی، صید با تور ترال، تخریب زیستگاه، بهره برداری بیش از حد از ذخایر وحضور گونه‌های بیگانه و مهاجم همه از تغییرات ایجاد شده توسط انسان در محیط‌های آبی می‌باشد. بررسی مداوم ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی آب و رسوب و بررسی تراکم و تنوع موجودات شاخص، روش ارزنده‌ای در کنترل کیفیت محیط زیست دریا وکمک شایسته‌ای در جهت مدیریت هرچه بهتر سامانه‌های آبی می‌باشد(Begum et al., 2009;Biasi and Ranieri, 2006).
با گذشت زمان در طول مسیر رودخانه هم زمان با انجام عمل فرسایش، رسوبات به تدریج در بستر انباشته می‌شوند، و اگر لایروبی صورت نگیرد لنگرگاه پر شده و حمل و نقل و تردد کشتی‌ها با مشکل رو به رو می‌گردد. با توجه به سرعت رسوبگذاری رودخانه، لایروبی به صورت دوره‌ای، انجام میشود تا رسوبات جمع شده در کف رودخانه‌ها و دریاچه‌ها جمع آوری شده و عمق مورد نظر به وجود آید. ضمن دستیابی به این هدف این عملیات سبب تداوم تجارت بین المللی، صنعت توریسم و کسب لذت از قایقرانی تفریحی و ماهیگیری در محیط‌های آبی میشود. فعالیت‌های لایروبی جهت اعمال مدیریت سیستم های آبی ضروری می‌باشند (Wal et al., 2011).
گرچه طبق نظر محققین، این عملیات از جنبه زیست محیطی، اثرات گوناگونی در محیط آب ایجاد می‌کند ولی به منظور دستیابی به راه‌های آبی در بسیاری از کشورهای جهان، با اجرای این پروژه‌ها مقادیر بسیاری از رسوبات بستر دریا، برداشته می‌شوند (Carvalho et al.,2001).
1-3-1-2 اهمیت ارزیابی کیفیت آباهدافی که در مدیریت کیفیت آب مدنظر هستند عبارتند از:
دستیابی به استانداردهای کیفیت آب و حمایت از منافع مصرف‌کنندگان
بهبود کیفیت طبیعی و حفظ منابع تغذیه آب زیرزمینی
احیاء زیستگاه‌ها و حفاظت از گونه‌های آبزی و حیات وحش
تأمین فرصت‌های تفرجی، فضاهای سبز و امکاناتی که به وسیله وجود منابع آبی فراهم می‌گردند.
منبع آلاینده‌های آبهای سطحی معمولاً ناشی از فعالیت‌های انسانی می‌باشد. انسان‌ها ضمن فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی خود، مواد زائد و فاضلاب‌ها را وارد آبهای سطحی کرده و آنها را آلوده می‌نمایند. اگر چه نباید از عوامل طبیعی صرف‌نظر کرد. آبهای زمینی شامل ترکیبی از مواد می‌باشند که برخی از آن برای زنده‌ماندن انسان‌ها و حیوانات و گیاهان ضروری می‌باشد گرچه در مواردی همین مواد می‌توانند برای انسان و اکوسیستم مضر واقع شوند. فلزات کم مقدار مانند آلومنیم، کروم، کبالت، مس، سرب، نیکل، نقره، روی و…به طور طبیعی در مقدارهای کم در آبهای سطحی یافت می‌شوند که از سنگ‌های دگردیسی و آذرین منشأ می‌گیرند. گرچه این مواد می‌توانند حاصل فعالیت‌های انسانی نیز باشند، که اگر غلظت آنها افزایش یابد برای مصرف‌کنندگان و اکوسیستم‌های طبیعی مضر و نامناسب می‌باشند (UNESCO, 2002).
به طور کلی تأثیر فعالیت‌های لایروبی بر کیفیت آب به دو صورت است: 1- رسوبات معلق که ناشی از فعالیت‌های لایروبی یا دفع مواد حاصل از لایروبی می‌باشد که ایجاد تغییر در کیفیت آب میشود.2- اختلالات حاصل از رسوبات که همراه با تغییرات در خصوصیات شیمیایی رسوبات لایروبی‌شده می‌باشد. لایروبی با تغییرات شیمیایی و رها شدن مواد متقاضی اکسیژن در ستون آب، کاهش DO، کاهش pH، آزاد شدن آلاینده ها و تغییر در قابلیت دسترسی بیولوژیکی آلاینده‌ها، بر نواحی در حال لایروبی تأثیر می‌گذارد. با افزایش مواد متقاضی اکسیژن مانند موادآلی در ستون آب، DO کاهش می‌یابد، که این امر تأثیر شدیدی بر کیفیت آب خواهد داشت. از دیگر عوامل کاهش اکسیژن در محیط آب رها شدن مواد سولفیدی است که با مصرف اکسیژن به سولفات تبدیل می‌شوند و سبب کاهش اسیدیته نیز می‌گردند (Ohimain, 2008).
اکسیژن محلول و دما به طور معمول مهم‌ترین متغیر ها در کنترل آبهای سطحی می‌باشند. اکسیژن محلول تأثیر بسیاری بر موجودات و گیاهان آبی دارد. آبزیان از جمله ماهی‌ها برای ادامه ی زندگی خود به اکسیژن نیاز دارند. دو منبع مهم اکسیژن رسانی به محیط‌های آبی یکی نفوذ اکسیژن اتمسفر به درون آب و دیگری انجام عمل فتو سنتز توسط گیاهان آبزی از جمله جلبک‌ها می‌باشند.USEPA کمترین اکسیژن محلول در آب جهت زندگی گونه‌های آبهای شیرین را 6.5 و جهت مرحله‌ی تخم‌ریزی 9.5 میلی‌گرم بر لیتر محاسبه کرده‌است.
pH پایین موجب افزایش حلالیت مواد معدنی از جمله فلزات در آب و ایجاد سمیت برای آبزیان می‌گردد. افزایش قابلیت دسترسی زیستی بر فراوانی و تنوع ماکروبنتوزها موثر است (DeNicola, et al., 2002). علاوه بر آن کاهش مقدار اسیدیته سبب انحلال کلسیم از صدف‌های سخت‌پوستان و نرم‌تنان شده که این امر باعث تضعیف موجودات در مقابل صدمات فیزیکی می‌گردد .آبزیان در pH پایین‌تر از 5/4 توان ادامه زندگی ندارند. محیط اسیدی سبب اختلال در جذب یون‌ها توسط ماهی‌ها و آبزیان شده و تعادل بین یون‌های سدیم، پتاسیم و کلراید را در خون موجود از بین می‌برد. EPAبه منظور حفظ محیط زیست آبی دامنه‌ی آن را بین 5/4 تا 9 تعیین نموده‌است.
نیتروژن و فسفر مهم‌ترین نوترینت‌ها می‌باشند. همه موجودات زنده برای رشد به این مواد مغذی نیاز دارند. حضور این مواد در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها برای تکمیل زنجیره غذایی ضروری است. افزایش میزان این مواد در آب، سبب ایجاد مشکلاتی برای آبزیان و تغییر در کیفیت آب می‌گردد، به همین علت نوترینت‌ها به عنوان آلاینده آب مطرح می‌گردند.
توانایی آب برای هدایت الکتریسیته تابعی از توان یونی آب است. هدایت مخصوص در آبهای تازه بین 10 تا 1000 میکروزیمنس بر سانتی‌متر بیان می شود. اما در آبهای آلوده و آبهای پذیرنده رواناب‌های کشاورزی و صنعتی بیش از این خواهد بود.
اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یک نمونه‌ی آب، مشخص کننده مقدار اکسیژن مورد نیاز برای موجودات درون آب می‌باشد. و اندازه‌گیری آن می‌تواند کیفیت آب را مشخص کند. اگر BOD کم باشد، آب پاک و فاقد میکروارگانیزم می‌باشد.
اکسیژن مورد نیاز شیمیایی COD معیاری از غلظت کل موادآلی در آب است، که برابر مقدار اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون موادآلی اکسید شونده با استفاده از یک عامل اکسید کننده قوی می‌باشند (Ramachandra and solanki, 2007). در جدول(1-3) حدود برخی از پارامترهای مؤثر بر کیفیت آب اعلام شده توسط سازمان سلامت جهانی و موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران نشان داده شده است.
جدول(1-3) سازمان سلامت جهانی(WHO) و موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران(ISIRI, 1998)ایران
WHO
پارامترها
خوب قابل قبول خوب قابل قبول 5/8-7 2/9-5/6 5/8-7 2/9-5/6 pH
500 1500 500 1500 TDS(mg/l)
003/0 Cd(mg/l)
05/0 01/0 Pb (mg/l)
1 2 2 Cu (mg/l)
3 15 3 Zn (mg/l)
1-3-1-3 اثرات لایروبی در محیط آبهمان گونه که گفته شد برداشتن رسوبات، حمل و نقل و تخیله آنها در مکان‌های دیگر پیامدهایی به دنبال خواهد داشت. این پیامدها توسط محققین زیادی به شکل اثرات زیست محیطی کوتاه مدت و طولانی مدت مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. اثرات کوتاه مدت مربوط به مشکلاتی است که ناشی از جا به جایی رسوبات، تدفین موجودات و رو یا رویی آنها با آلاینده‌ها و ذرات معلق می‌باشد. اثرات بلند مدت آن مربوط به چگونگی و سرعت تشکیل دوباره جمعیت موجودات در آن مکان، ترکیب بعدی اجتماع بیولوژیکی، اثرات فیزیولوژیکی و ژنتیکی افزایش آلاینده‌ها بر موجودات، می‌باشد (et al., 2001 Nighingaile).
موجودات می‌توانند سموم و آلاینده‌های مختلف را بیشتر از سطوح موجود در محیط در بعضی از بافت‌ها و اندام‌های خود جمع‌آوری نمایند، که به این عمل تجمع زیستی می‌گویند. دور از انتظار نیست که طبق بررسی‌های به عمل آمده با احتمال این افزایش به علت تجمع زیستی[5] سموم و ورود آنها به زنجیره غذایی[6]، انسان‌ها نیز در معرض اثرات شیمیایی افزایش آلاینده‌ها قرار داشته باشند.
باید توجه داشت که لایروبی امری اجتناب ناپذیر در جهت رسیدن به اهداف و سودآوری تجاری و اقتصادی از مسیر‌های آبی است. به منظور برقراری امنیت زیست محیطی و به حداقل رساندن آسیب‌های ناشی از لایروبی انتخاب نوع لایروب، روش حمل و انتقال رسوبات و نیز انتخاب زمان مناسب از نظر هیدرودینامیک آب مهم می‌باشد. نکته ارزشمند دیگر که می‌تواند اثرات منفی لایروبی را کاهش دهد اثر فصل بر مراحل مختلف زندگی موجودات می‌باشد (Erf–eijer and Lewis, 2006).
باید توجه داشت که در اکوسیستم‌های آلوده، برداشتن رسوبات سبب حذف بخش بزرگی از آلودگی موجود در بستر میشود. بستر آبها همان گونه که مکانی برای دفن آلودگی هستند، می‌توانند در شرایط مناسب فیزیکوشیمیایی به عنوان منبعی برای انتقال آلاینده‌ها به ستون آب عمل کنند، در نتیجه با برداشته شدن لایههای آلوده می‌توان به بهبود کیفیت آب و حفظ سلامت سامانه‌های آبی کمک کرد (Hedge et al., 2009).
مواد لایروبی شده را می‌توان برای هدف‌های گوناگون مورد استفاده قرارداد. به منظور استفاده بهینه، این مواد، پس ازپالایش و اطمینان از عدم آلودگی در فعالیت‌های ساخت و ساز و حفاظت از خط ساحلی مورد استفاده قرار می‌گیرند، هم چنین برای بازسازی زیستگاه‌ها، ساخت و ساز در سواحل، زیبا سازی محیط‌های ساحلی و ترمیم کناره‌ها به منظور جلوگیری از فرسایش و سیل مورد استفاده قرار می‌گیرند (MALSF, 2010; Nicoletti et al., 2009; Porta et al., 2009).
با انجام عملیات لایروبی، افزایش آشفتگی در محیط سبب افزایش کدورت[7] می‌گردد، که اولین و آشکارترین پیامد لایروبی در محیط آب است. اختلال در این محیط، نظم رسوبات ته نشین شده را بر هم می‌زند و موجب شناوری دوباره آنها می‌گردد. رسوبات معلق شرایط فیزیکو شیمیایی آب را تغییر می‌دهند. با بر هم خوردن بستر، رسوبات ریز نامحلول به ویژه ذرات کلوئیدی در ستون آب افزایش می‌یابند. تعلیق مجدد رسوبات نه تنها سبب شدت کدورت آب می‌گردد بلکه بسیاری از آلاینده‌های موجود در بستر را با خود به درون ستون آب وارد می‌کند. غلظت و شدت اثر آلاینده های شیمیایی از جمله هیدروکربن ها، ترکیبات رادیواکتیو، سموم کشاورزی و فلزات سنگین با شرایط زیست محیطی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی مواد و میزان تخلیه آنها در دریا ارتباط مستقیم دارند. کیفیت آب می تواند در اثر تغییر در میزان کدورت، مقدار اکسیژن محلول، مقدار مواد آلی[8] و مواد مغذی و همچنین رها شدن دیگر آلاینده‌ها مانند فلزات سنگین در ستون آب دست خوش تغییر گردد (UNEP, 2008). طبق نظر محققین حضور این ذرات و تغییر در غلظت آلاینده‌ها می‌تواند سبب تغییر در ویژگی‌های آب گردد. یکی ازخصوصیات مهم آب روشنایی و شفافیت آن است، کدورت در اثر معلق شدن ذرات نامحلول در آب از جمله: رس، سیلت، ذرات آلی کلوییدی، پلانکتون‌ها و سایر جانداران میکروسکپی به وجود می‌آید، و شدت آن به مقدار، اندازه و خصوصیات این مواد بستگی دارد (Nayar et al 2004).
تیرگی آب به عنوان یک آلاینده فیزیکی در سامانه‌های آبی، ویژگی مهمی درپیش بینی میزان جذب یا پخش نور در محیط است. عمقی که در آن نور خورشید قابلیت نفوذ دارد، شامل فرایند فتوسنتز میشود. گیاهان و موجودات وابسته به نور در آن محدوده می‌توانند به فعالیت خود ادامه دهند. افزایش کدورت فتوسنتز مؤثر جهت ادامه زندگی موجودات را تحت تأثیر قرار می‌دهد. فعالیت فیتوپلانکتون‌ها و گیاهان دریایی وابسته به نور کم میشود، همراه با افت فتوسنتز، مقدار اکسیژن محلول کاهش می‌یابد و تعادل حیات وابسته به اکسیژن، به هم می‌خورد. به همین علت محیط‌های آبی را می‌توان به واسطه این ویژگی از هم جداسازی و طبقه بندی نمودBogers and Gardner, 2004) ).
از دیگر پیامدهای کدورت، ته نشست ذرات معلق بر اندام‌های تنفسی و تغذیه‌ای موجودات آبزی می‌باشد این امر سبب خفگی یا اختلال در کار اندام‌ها می‌گردد. بخشی از رسوبات معلق بر منابع غذایی و زیستگاه‌ها رسوب میکنند و زندگی جانوران را مختل می‌سازند (NOAA, 2011). شکل(1-3) اسکله 13 را در هنگام انجام عملیات لایروبی[9] نشان می‌دهد. افزایش کدورت آب رودخانه در هنگام لایروبی قابل مشاهده است.
-122555-7112000
شکل1-1- اسکله سیزده بندر خرمشهر در هنگام لایروبیتاثیرات منفی حاصل از تغییرات اکولوژیکی و یوتریفیکاسیون، کاهش یا کمبود اکسیژن، برداشت بیش از حد ماهیان، پرورش آبزیان، لایروبی، احیاء زمین‌ها و ریزش فاضلاب‌های صنعتی، شیمیایی و خانگی ازجمله عوامل ناشی از دخالت فعالیت‌های انسانی است که مصب‌ها و مناطق ساحلی و آبهای انتقالی را تحت تأثیر قرار می‌دهد، در این میان لایروبی از جمله فعالیت‌هایست که به طور مداوم در بعضی از سواحل و بنادر مهم انجام می‌گردد (Ohimain et al., 2008; Rosenberg et al ., 2004).
لایروبی سبب افزایش عمق میشود و به دنبال آن رژیم هیدرولوژیکی و هیدروگرافیکی آب تغییر می‌کند. با تغییر در عمق، مدل چرخش آب در منطقه، شدت جریان آن و الگوی جزر و مد در ناحیه عملیاتی تغییر می‌کند. این عامل می‌تواند در خصوصیات رسوبات تغییرات اساسی ایجاد کند. مناطق با رژیم هیدرودینامیکی آرام دارای رسوبات ریزی هستند که نسبت به رسوبات درشت‌تر و زبرتر تمایل بیشتری به تجمع آلاینده‌ها در خود دارند. رسوبات موجود در پایین دست[10] مناطق شهری و صنعتی آلاینده های بیشتری را نسب به رسوباتی که از بالا دست[11] سیستم های آلاینده برداشته می شوند، در خود جمع می کنند (Nayar et al., 2004;Goh and Chou, 1997).
بدیهی است که رسوب موجود در پایین دست در مناطق شهری و صنعتی، به علت خروجی فاضلاب آلاینده‌های بیشتری را نسبت به رسوبات دیگر مناطق در خود جمع میکنند (Skilleter et al 2006). رسوبات با جذب فیزیکو شیمیایی آلاینده‌ها از ستون آب آلوده می‌شوند. جذب سطحی آلاینده‌ها بر رسوبات، ته نشست مواد آلی ترکیب شده با مواد آلاینده از جمله فلزات سنگین و تجمع زیستی این مواد در میکروارگانیسم‌ها راه‌های آلوده شدن رسوبات می‌باشد (Greaney, 2005).
فعالیت های صنعتی، فاضلاب‌های شهری، کشتی‌های تجاری، نفتکش‌ها و سکوهای نفتی از جمله منابع آلوده کننده رسوبات می‌باشند. رسوبات آلوده بنا به تعریف به موادی اطلاق می‌شوند که غلظت مواد شیمیایی در آنها به اندازه‌ای است که اثرات سوء حتمی بر محیط اطراف داشته و یا سلامت انسان را مورد تهدید قرار دهد (Nayar et al 2004). در نتیجه به منظور کاهش و کنترل اثرات آلودگی بر منابع ساحلی و دریایی شناسایی نوع و میزان مواد آلاینده را باید مورد توجه قرار داد.
برداشت رسوبات بستر دو نوع آشفتگی به دنبال دارد، یکی آشفتگی ایجاد شده در بستر به علت حذف و یا معلق شدن رسوبات ناپایدار و دیگری آشفتگی درون ستون آب که در اثر تغییرات فاکتورهای شیمیایی آب، افزایش کدورت و افزایش مواد مغذی در ستون آب و رها شدن مواد سمی بستر در آب همچون فلزات سنگین به وجود می‌آید. مواد جامد معلق، فسفر محلول و نیتروژن معدنی محلول نیز از جمله موادی هستند که ضمن لایروبی قابل تغییر می‌باشند.(Van Der Welle, 2007) در جدول(1-4) برخی از مهم‌ترین اثرت مثبت و منفی لایروبی در محیط‌های آبی قابل مشاهده می‌باشد (Environmental Solution LTD, 2002).
جدول 1-4- برخی از مهم‌ترین اثرات مثبت و منفی لایروبیاثرات مثبت اثرات منفی
1-افزایش ظرفیت ورودی کانال و بندر گاه برای پذیرش کشتی‌های بزرگتر
1-کاهش موجودات بنتیک و جمعیت مرجان‌ها در مکان لایروبی
2-گسترش ایمنی کشتیرانی در دروازه‌ی کانال
2-رسوبگذاری و کدورت
3-گسترش مکان لنگرگاه ها برای کشتی ها
3-کاهش موجودات به علت تعلیق مواد لایروبی در آب
4-افزایش تبادلات خارجی و فعالیت‌های اقتصادی در ارتباط با افزایش مسافرت های دریایی و صنعت توریسم.
4-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.
5- حذف رسوبات آلوده در مناطق صنعتی از بستر 5-ایجاد ترافیک بین کشتی ها به علت عملیات لایروبی
1-3-2 تأثیر لایروبی بر غلظت فلزات سنگین در محیطلایروبی 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[12] 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[13]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).
1-3-2-1- 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. 10 تا 78 درصد روی موجود در رودخانه‌ها جذب ذرات معلق موجود در آبها میشود و درصدی از آن رسوب می‌کند (EPA, 2005). 1-3-3 اثر لایروبی بر ماکروبنتوزهادرشت بی مهرگان کفزی موجوداتی با اندازه بیشتر از 500 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[14] می‌گویند. دسته‌ای دیگر که تمام مدت زندگی خود را بر روی رسوبات بستر باقی می‌مانند به نام بنتوزهای دائمی[15] 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(1-3) 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.
2925445-406400043815-6477000
شکل1-3 -حمل و انتقال رسوبات اروند رود از اسکله سیزده در هنگام لایروبیبرای 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).
1-3-3-1 تأثیر آلاینده‌ها بر موجودات کفزیآزمایشات 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، 1388).
وقتی جمعیت موجودات با یک آشفتگی طبیعی مانند: طوفان یا امواج شدید رو به رو می‌شوند کم کم بازسازی[16] 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 (B–shaw et al., 2001).
تغییر در گونه ها یک نوع پاسخ به تغییرات محیطی است (Guerra-Garcia et al., 2003). عوامل گوناگونی بر تنوع، تراکم وپراکنش درشت بی مهرگان کفزی مؤثر می باشد که از آن جمله می‌توان به ساختار بستر، دما، شوری، مقدار مواد آلی قابل دسترس، اکسیژن محلول و اسیدیته آب اشاره نمود (طباطبایی و همکاران، 1389). استرس‌های شیمیایی مانند: افزایش در مقدار آمونیاک یا هیدروژن سولفید ناشی از کاهش رسوبات، نیز از دیگر عواملی هستند که می‌توانند اجتماعات بنتیک را تحت تأثیر قرار دهند. افزایش هیدروکربن‌های نفتی فلزات سنگین در محیط، می‌تواند دلیل کاهش در تراکم و تنوع موجودات بنتیک باشد (Armenteros et al., 2010).
با افزایش فعالیت‌های انسانی ورود فاضلاب‌های شهری، صنعتی و کشاورزی به سامانه‌های آبی روز به روز افزایش یافته است. این فعالیت‌ها بسیاری از فلزات سنگین را به محیط آب وارد میکنند. این مواد آلاینده‌های پایداری هستند که بر خلاف ترکیبات آلی به طور طبیعی و از راه فرایندهای زیستی یا شیمیایی تجزیه نمی‌شوند. موجوداتی که در معرض فلزات سنگین قرار می‌گیرند، این مواد را در بعضی از بافت‌های خود جمع میکنند. ورود این مواد به زنجیره غذایی، غلظت آنها را تا چندین برابر مقدار موجود در محیط افزایش دهد.
آزمایشات نشان داده است که در مکانی که دارای فعالیت‌های انسانی می‌باشد، آب و رسوب، محتوی غلظت بیشتری از فلزات نسبت به دیگر محیط‌ها می‌باشد. بنابراین در این نواحی گونه‌های حساس به فلزات کاهش یافته یا از بین رفته اند. درشت بی مهرگان کفزی از طریق غذا یا آب و یا اجزاء رسوبی آلوده، با فلزات سنگین مواجه می شوند. فلزات می‌توانند از راه جذب سطحی به سطوح خارجی بدن جانداران بچسبند و از را بخش‌های مخاطی به بدن جاندار راه یابند. این فلزات که در مقدار بسیار کم ضروری هستند، در بافت های زنده تجمع یافته و در ادامه رویارویی موجود با این مواد، سبب افزایش غلظت در بافت و ایجاد بیماری و یا مرگ موجود زنده می‌گردند (Hedge et al., 2009).
ماکروبنتوزها در رویارویی با فلزات پاسخ‌های متفاوتی را از خود نشان داده‌اند. مرگ، کاهش رشد، کاهش زاد و ولد و تغییر در اجتماعات آنها از جمله کاهش تراکم ،کاهش غنای گونه ای[17] و تغییر اجتماع به سوی گونه مقاوم از جمله این پاسخ ها می‌باشد.
1-3-3-2 ماکروبنتوزها به عنوان شاخصشناخت و بررسی کمی و کیفی منابع آبی یکی از عوامل اساسی اعمال مدیریت مناسب در محیط‌های آبی می‌باشد (Bhardwaj et al., 2010).
امروزه بررسی‌ها نیاز به استفاده از شاخص‌های زیستی را برای ارزیابی سلامت محیط‌های آبی مورد تایید قرار داده‌اند. شاخص‌های زیستی[18] به یک سلول زنده یا موجود یا گروهی از موجودات زنده گفته میشود که ویژگی زیستگاه خود را از راه پذیرش تغییر در فیزیولوژی و ترکیب‌های شیمیایی درون بدن و یا تغییر در موقعیت‌ها و شرایط اکولوژیکی خود، بیان می کنند. برقراری کیفیت محیط زیست دریایی، نیاز به بررسی و اندازه‌گیری پیاپی عوامل گوناگون در آب، رسوب و موجودات زنده به عنوان شاخص‌های بیان کننده تغییرات ایجاد شده دارد، که در این میان مطالعه جانوری[19]ومحیطی[20] از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. محیط شناسان بیان می‌دارند که وجود موجودات زنده در یک اکوسیستم تصادفی نیست بلکه شرایط زیست محیطی حاکم بر منطقه تعیین کننده چگونگی رشد، تکثیر و تراکم بعضی گونه‌ها و حذف بعضی دیگر می‌گردد (Iwasaki et al., 2009).
درشت بی‌مهرگان کفزی ازجمله مهم‌ترین موجودات سامانه‌های آبی می‌باشند که جهت بررسی سلامت زیستی از آنها استفاده میشود. . بنتوزها موجوداتی ثابت یا کم تحرک هستند، بنابراین کیفیت زیستگاهشان را به خوبی بازگو می‌کنندآن‌ها به دلیل این که اثرات ناشی از آلودگی‌ها و فشارهای محیطی طبیعی یا انسانی را در زمانی کوتاه و به صورت تغییر در ترکیب یا تراکم خود نشان می‌دهند، درمطالعات پایش زیستی2مورد توجه قرار گرفته‌اند (Pati and Patra, 2012). ویژگی‌هایی که ماکروبنتوزها را به عنوان انتخاب درست در ارزیابی اثرات آلاینده‌ها بر اکوسیستم آب معرفی کرده است به قرار زیر است:
1-آن ها ارتباط مستقیمی با رسوبات و بستر آب ها دارند.
2- نسبت به آلاینده ها حساسیت زیادی از خود نشان می دهند.
3- کم تحرک هستند و محدوده مشخصی را اشغال می کنند.
4-ترکیب کاملی از زنجیره غذایی هستند.
5-ماکروبنتوزها در طول زندگی‌اشان ویژگی های محیط خود را به خوبی نشان می‌دهند.
6- نمونه برداری و ارزیابی این موجودات آسان و راحت انجام میشودRoyer, 1999) ).
رودخانه‌ها از نظر ویژگی‌های زیستی با هم متفاوت می‌باشند. نوع موجودات کفزی در هر منطقه به شدت آلودگی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی ازجمله مقدار اکسیژن محلول، دما، شوری و اسیدیته بستگی دارد. بعضی از گونه‌ها فقط در مناطق تمیز و عاری از هر گونه آلودگی زندگی میکنند، در صورتی که بعضی از آنها به علت مقاومتی که نسبت به آلودگی نشان می‌دهند، به عنوان شاخص محیط‌های آلوده شناخته شده‌اند، به طوری که وجود یا عدم وجود این گونه‌ها نشانگر کیفیت آب آن منطقه می‌باشد (Kotta et al., 2009).
هر گونه تغییر در کمیت و کیفیت این جانوران در محیط‌های آبی، به عنوان یک عامل کلیدی در شناسایی تغییرات محیطی می‌باشد. پاسخ سریع این موجودات به عوامل مؤثر در تغییر کیفیت آب و رسوب، آنها را به یک شاخص با ارزش و قابل اعتماد تبدیل کرده است (Pati and Patra, 2012;Wal et al., 2011 Va–harajana et al., 2010;). روند آلودگی محیط‌های آبی را می‌توان به خوبی از روی تغییرات ایجاد شده بر این اجتماعات پیگیری نمود. میزان تنوع و فراوانی این موجودات، شاخص مهمی در بررسی تغییرات زیست محیطی و همچنین تعیین درجه آلودگی در محیط آب می‌باشد (قریب خانی و تاتینا، 1387).
1-4 استفاده از شاخص‌ها در ارزیابی محیطشاخص‌های ارزیابی وضعیت زیست محیطی یک جزء لازم از سیستم‌های مدیریت محیط زیست هستند که اگر به جا استفاده شوند مطمئناً موجب بهبود شرایط زیست محیطی دریاها می‌شوند (Rogers and Greenaway, 2005). شاخص‌ها اطلاعاتی در مورد محیط زیست و کیفیت اکوسیستم‌ها ارائه می‌دهند و می‌توانند در سطح یک حوزه آبخیز یا کل کشور قابل استفاده باشند . البته انواع مختلفی شاخص برای مقاصد مختلف وجود دارد. یکی از روش‌های ارزیابی آلودگی آب رودخانه‌ها استفاده از منحنی‌های استاندارد شاخص کیفیت است که تاثیر توام پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را نشان می‌دهد (کریمیان،1386 ).
مفهوم تنوع گونه‌ای در اکولوژی به طور وسیعی توسط اکولوژیست‌ها مورد بحث قرار گرفته است. تنوع گونه‌ای ترکیبی از دو جزء می باشد، اول، تعداد گونه های یک مجموعه(غنای گونه ای) و دوم ترازی گونه‌ای که به چگونگی توزیع کل افراد در میان گونه ها اشاره می‌کند. برای محاسبه غنای گونه‌ای و ترازی شاخص‌های زیادی ارائه شده که شاخص تنوع شانون(H1) شاخص غالبیت سیمپسون(ʎ) از آن جمله می‌باشد. با مقایسه شاخص‌های تنوع در مناطق مختلف می‌توان به وضعیت زیست محیطی و نیز آلودگی احتمالی آن مناطق پی‌برد. از سوی دیگر فاکتورهای محیطی مانند دما، اکسیژن، شوری، pH، دانه‌بندی رسوبات و مقدار کل ماده آلی با تأثیر بر تعداد افراد گونه می‌توانند بر تنوع و غنای گونه‌ای اثر بگذارند (Lerberg et al, 2000).
1-5 اهدافمطالعه تأثیر لایروبی برتغییر غلظت فلزات سنگین: کادمیم، مس، سرب، روی در آب و رسوب
مطالعه اثر لایروبی بر مقدار مواد مغذی نیترات و فسفات آب
مطالعه اثر لایروبی بر میزان BOD ,COD ,pH و شوری و دیگر فاکتورهای فیزیکوشیمیایی آب
بررسی اثرات لایروبی بر تغییرات مقدار مواد آلی (TOM) ، و دانه بندی رسوبات(GS) و تعیین میزان این فاکتورها.