بخشی از مقاله
بررسي محيط زيست معادن با تاکيد بر روش هاي مطالعات GIS
(مطالعه موردي: معدن بابا علي استان همدان )
چکيده
فعاليت هاي معدن کاري همانند اغلب صنايع زمينه آلودگي هاي محيط زيسـت را فـراهم مـي آورد .ايـن امـر واکنش جوامع مختلف را نسبت به فعاليت هاي معدني تشديد مي نمايد. به طور کلـي عمليـات معـد کـاري تأثيرات مخربي بر محيط زيست وارد مي آورد و معدن کاري درمعـدن آهـن بابـاعلي نيـز از ايـن امـر مسـتثن نيست ، اما با توجه به اين که مواد معدني ، زير بناي اقتصاد و صنعت هر جامعه را تشکيل مي دهـد و ازآن جـا که جمعيت انسان ها در حال افزايش است ،نياز به مواد معدني نيز بيش از پيش احسـاس مـي شـود. پـس بـا هدف حفظ محيط زيست نمي توان مانع بهره برداري از معادن شد بلکه مي توانيم با بهره گيري از دانش فني و پيشرفت فناوري ، عمليات استخراج را به نحوي انجام دهيم که کمترين خسارت به محيط زيست وارد آيد.
به همين منظور در اين مقاله ،ضمن بررسي موقعيت جغرافيايي و اقليمي معدن بابـاعلي و فيزيـوگرافي منطقـه توسط نرم افزارArc GIS ،روشهاي متداول استخراج معادن را در مراحل مختلـف معـدنکاري از نظـر تـأثيرات زيست محيطي مورد بررسي قرار داده و با توجه بـه ضـوابط اقتصـادي و بـا اسـتفاده از روش EMS (سيسـتم مديريت زيست محيطي) راه حل هاي اجرايي ارايه شده ، تا از بروز اين اثرات جلوگيري به عمـل آمـده و تحـت کنترل قرار گيرند و يا از ميزان آن کاسته شود.
کلمات کليدي
محيط زيست ، معدن ،آلودگي، مطالعات GIS
مقدمه
وابستگي رفاه بيشتر به مواد معدني چندان قدمت دارد که محققان ، تاريخ زندگاني بشر را به دوره هايي بر اساس کانيهـا تقسيم بندي ميکنند مانند: عصر حجر، عصر مفرغ ، عصر آهن فراواني کاني هاي ارزان قيمت زمينۀ لازم را براي پايه ريزي تمدن صنعتي ايجاد کرد و هنوز هم رفاه عمومي جوامع بشري نزديکـي بـا مصـرف سـرانۀ محصـولات معـدني د د.بنـابراين ، نگرانـي کشورهاي صنعتي در مورد مواد معدني شگفت آور نيست . مثلاً در ايالات متحده ، به دليل نگراني از موجودي اين مواد در آينـده ، نشست هاي فراواني با شرکت خبرگان فن از دهۀ ١٩٢٠ تاکنون تشکيل شده است . در سال ١٩٨٧ يکي از کميتـه هـاي کنگـره در خواست انجام مطالعه اي را مطرح کرد که عنوان آن بيانگر سوال اصلي تمام اين گونه بررسيها بود. عنوان مطالعـه ايـن بـود آيا معادن ما رو به اتمام است ؟
روند قيمت ها و دسترس پذيري مواد معدني در سال هاي اخير مؤيد آن است که پاسخ اين پرسـش ايـن اسـت «هنـوز نه ». هرچند که بعضي از غنيترين معادن جهان که به کلي استخراج شده اند، اما پيشرفت هاي مداوم در فن آوري بهره برداري از معادن موجب شده مقدار فزاينده اي از مواد معدني با قيمتهاي نازل تري توليد شود. در مورد بسياري از کاني ها، هنـوز عمليـات اکتشاف بايد در بسياري از نقاط جهان گسترش يابد. با اين همه ، بايد توجه داشت کـه کميـابي مـواد معـدني هرگـز مهمتـرين مساله نبوده است . مسئله بسيار عاجل تر اين است که آيا جهان ميتواند هزينۀ خسارات سنگين انساني و زيست محيطي ارضـاي اشتهاي بيپايان براي مواد معدني را تحمل کند. قيمت نازل مواد معـدني در جهـان امـروز صـرفاً مـنعکس کننـدة جنبـه هـاي اقتصادي استخراج در شرايط کنوني است که در آنها تنها هزينه هـايي از قبيـل خريـد وسـايل و ماشـي آلات و مـواد سـوختي، دستمزدها، حمل و نقل و امور مالي درنظر گرفته ميشود.
در اين گونه بررسي هاي اقتصادي، هزينه هايي از قبيل تخريب اراضي، پر شدن بستر يا آلودگي رودها، دفع باطلـه هـاي معدني و آلودگي هاي اردوگاه هاي معدنچيان ، و جابه جايي مردم محلي که از بد روزگار محل سکونتشـان بـر روي ايـن معـادن واقع شده به حساب نميآيند. هرچند مواد معـدني بـراي بقـاي بشـر ضـروري هسـتند، تهديـد اثـرات منفـي ناشـي از سـرع بيسابقه اي که در استخراجشان پديد آمده رفته رفته بر فوايد آن ها ميچربد. در مناطقي که اسـتخراج معـادن بـا برنامـه ريـزي براي حفاظت محيط زيست همراه است صدمات زيست محيطي قابـل ملاحظـه اي بـه وجـود نمـ آيـد و در منـاطقي کـه ايـ برنامه ريزي ضعيف است يا وجود ندارد نتيجۀ کار پديد آمدن مناطقي است که فاجعه ديده مي باشد. در سراسر دنيا، اسـتخراج و فرآوري مواد معدني نقش مهمي در مشکلات زيست محيطي از قيبل کاهش سطح جنگل ها، فرسايش خاک و آلـودگي هـوا و آب ، بازي ميکند. در مقياس جهاني، بخش مواد معدني يکي از بزرگترين مصرف کنندگان انرژي است و از اين طريق به آلودگي هوا و گرم شدن کرة زمين ميافزايد.
شدت اثرات زيست محيطي استخراج مواد معدني کشورهاي درحال توسعه بسيار زياد است . اين کشورها مقدار زيادي از مواد معدني جهان را توليد ميکنند ولي در مصرف ان سهم نسبتاً کوچکي دارند. بنابراين مسووليت اثـرات منفـي در نهايـت بـر عهدة کساني است که مصرف کنندگان اصلي مواد معدني هستند. اينان يک پـنجم جمعيـت جهـان را شـامل مـ شـوند کـه در کشورهاي صنعتي زندگي ميکنند و از چنان رفاهي برخوردارند که ديگران فقط در خواب مـيبيننـد. بـا ايـن ترتيـب کـاهش مصرف مواد معدني در کشورهاي غني موضوعي است که از اولويت درجۀ اول برخوردار است . هرگونه اميد بـه موفقيـت در ايـن کار به بلوغ اقتصادي اين کشورها بستگي خواهد داشت . بديهي است که مصرف مقدار مواد معدني براي امور زيربنـايي از قبيـل خانه سازي، ايجاد ساختمان هاي اداري، مدارس ، بيمارستان ها و سيستم حمل و نقـل در کشـورهاي مرفـه ضـروري اسـت . امـا بخشي از مصرف که فراتر از اين حد ضروري است تأثيري در کيفيت زندگاني ندارد. رفاه مردم احتمالاً بيشتر بستگي به توانـايي تعداد نسبتاً محدودي ريزتراشه سيليکون ١ خواهد داشت و نه ميزان مس و فولاد و يا آلومينيمي که مصرف ميکنند.
هرچه جهان زودتر به اين نقطه برسد بهتر است ، زيرا آنچه در پايان راه توسـعه متکـي بـه مصـرف زيـاد انـرژي و مـواد معدني در انتظار جهان است محيط زيستي است ويران بايد توجه داشت که اگر جمعيت جهان دو برابـر شـود و مصـرف سـرا ۀ مواد معدني آن جمعيت در حدي باشد که اکنون در کشورهاي غني رايج است ، استخراج معادن براي تـأمين آن مقـدار مصـرف منجر به صدمات وحشتناک زيست محيطي خواهد شد.جلوگيري از چنين سرنوشتي به يک راهبرد جديد براي توسعه نيـاز دارد که توجه اصلي آن معطوف به رفاه بيشتر باشد و در عين حال نياز به ذخاير جديد براي تأمين مواد معدني را کـم کنـد. چنـين توسعه اي را توسعه پايدار مي نامند.
مصرف مواد معدني در مقياس وسيع با انقلاب صنعتي آغاز شد و از آن پس به سـرعت افـزايش يافـت . در اواخـر قـرن نوزدهم مصرف جهاني بسياري از کاني ها به ابعاد قابل قياس با امروز رسيد. از سال ١٧٥٠ تا ١٩٠٠ مصرف اين مـواد در جهـان ده برابر شد در حالي که جمعيت به دو برابر رسيد. از سال ١٩٠٠ به بعد اين ميزان لااقل ١٣ برابر شده اسـت . افـزايش توليـد و مصرف در مورد بعضي کانيها از آنچه گفته شد نيز بيشتر است . مثلاً توليد جهاني سالانه آهن خام ، که معمولاً بـه فـولاد تبـديل ميشود. در سال ١٩٥٥ در حد ٦١٨ ميليون تن است که به ٢٢٥٠٠٠ باربر مقادير در سال ١٨٠٠ رسـيده اسـت . آلـومينيم هـم که تا سال ١٨٤٥ به صورت تجاري در دسترس نبود و توليد انبوه آن تا سال ١٨٨٦ که روش جديد فرآينـد الکتروليتـي٢ ابـداع شد بسيار گران تمام ميشد. اکنون سالانه ٢٠ ميليون تن توليد ميشود.
معرفي و موقعيت منطقه مورد مطالعه
روستاي باباعلي:
روستايي از بخش صالح اباد، شهرستان همدان و استان همدان است .
طول جغرافيايي: c١٣ o٤٨، عرض جغرافيايي: c٥٦ o٣٤، ارتفاع : ٢٠٥٠ متر.
تپه اي، سرد و نيمه خشک ، در ٢٢ کيلومتري شمال خاور اسدآباد واقع شده است .
رودخانه ي چم گوارا از جنوب آبادي ميگذرد.
کوه آلموقولاغ در ٨ کيلومتري جنوب آبادي قرار دارد.
کانسار آهن باباعلي در ٢ کيلومتري باختر آبادي است .
جمعيت : داراي ٢٤٥ خانوار ميباشد.
زبان : فارسي با گويش کردي است .
دين : اسلام ، و مذهب شيعه مي باشد.
کار و پيشه : کشاورزي، باغداري، دامداري، پرورش زنبور عسل ، داد و ستد، کارگري و قالي بافي.
کشت : آبي و ديمي، آب کشاورزي و آشاميدني: از چشمه و از طريق لوله کشي ميباشد.
فرآورده ها: انگور، زردآلو، سيب درختي، گندم ، جو، يونجه ، شبدر، گاودانه ، تره بار و ذرت .
منظور از اين عبارت استفاده از فن آوري رايانه اي است
رستنيها: گياهـان گـل گاوزبـان ، شـيرين بيـان ، خاکشـير، شـاه دانـه و گـون کـه کـاربرد دارويـي و صـنعت دارند و همچنين داراي پوشش گياهي براي چراي دام ميباشد.
جانوران و پرندگان : شغال ، گرگ ، روباه ، خرگوش و کبک .
امکانات : برق ، ٢ دبستان ، مدرسه راهنمايي، ١٠ باب مغازه ، خانه بهداشت ، مسجد، امامزاده عباسعلي، شعبه نفت ، فروشگاه تعاوني، مخابرات ، دفتر پست ، حمام ، شوراي ده و پايگاه مقاومت بسيج است . مردم آبادي از تسهيلات همدان و بهار بهره ميگيرند.
روش هاي تحقيق
معدن سنگ آهک باباعلي از سه سينه کار تشکيل يافته است که فعاليت بهره برداري به صورت پلکاني و با استفاده از مواد ناريه آنفو عمليات استخراج که به روش روباز است و برداشت ماده معدني سنگ آهن (مگنتيک ) انجام مي گيرد. ارتفاع پله ها ١٠- ٨ متراست و سينه کار ذکر شده در ضلع غربي تاسيسات معدن متمرکز شده اند.
نحوه فعاليت بهره برداري بدين صورت مي باشد که اقدامات لازم از قبيل حفاري، انفجار مواد منفجره توسط کاميون به
واحد سنگ شکني مستقر در محل و در ابعاد گوناگون (mm ١٠ -٠) سايز بندي مي گردد.
در صورت مهيا بودن شرايط آرماني معدن راندمان نسبتا مناسبي از لحاظ استخراج خواهد داشت و با دو شيفت کاري واحد فراوري روزانه بطور متوسط ١٦٠٠-١٢٠٠ تن ماده معدني و ساليانه طبق پروانه ١٠.٠٠٠ تن ماده معدني فراوري مي گردد و ميزان ذخيره معدن ٤ ميليون تن مي باشد.
به دليل وجود واحد دانه بندي در جوار معدن فشار استخراج زيادي روي اين معدن بوده و تقريبا در سال هاي نخستين فعاليت بيشترين حجم استخراج از آن صورت گرفته است اين در شرايطي است که معدن طرح استخراجي نداشته و اين امر باعث شده در حال حاضر حجم بسيار زيادي باطله در معدن انباشه گردد که لازم است باطله برداري به صورت گسترده وسيعي انجام گيرد.
هدف از مطالعات چينه شناسي، بررسي موقعيت لايه ها، وضعيت ساختماني سازندها و سن هريک از آنها به همراه تقسيم بندي واحدهاي مختلف سنگ شناسي از نظر خواص هيدروديناميکي و فيزيک و شيميايي، به منظور شناخت و ارزيابي آنها در زمينه چگونگي تاثير بر فرسايش پذيري، رسوب زايي، نفوذ پذيري، رخسارهاي ژئومورفولوژيکي جريان هاي هيدروژنولوژيکي، سيل خيزي و ... اين سازنده ها و تشکيلات مي باشد.
لذا بر پايه اطلاعات موجود از نقشه زمين شناسي ١:١٠٠٠٠٠ تويسرکان ، تهيه شده توسط سازمان زمين شناسي کشور و اطلاعات تکميلي به دست آمده از فتو ژئولوژي عکس هاي هوايي با مقياس ١:٤٠٠٠٠ منطقه ، تهيه شده توسط سازمان نقشه برداري کشور(سال ١٣٧٥) و انجام بازديدها و پيمايش هاي صحرايي و بررسي گزارش ها موجود از مناطق اطراف حوزه ، تشکيلات و واحدهاي سنگي(Rock units) موجود در حوزه آبخيز همه کسي، از قديم به جديد شامل ١٢ رخساره سنگي و رسوبي منطقه به سه دوران پالئوزوئيک ،مزوزوئيک و سنوزوئيک است ، که تحت تاثير رخدادهاي زمين ساختي و فرايند هاي تکنونيکي به وقوع پيوسته و اشکال مختلف ژئومورفولوژيکي، با راستاي تقريبي شمال شمال غربي- جنوب جنوب شرقي در گستره مورد نظر، توسعه و پراکندگي يافته اند.
اين رخنمون هاي سنگي و رسوبي که اغلب مربوط به دوران پيش از ترياس فوقاني مي باشند، از نوع سنگ هاي
دگرگوني و توده هاي نفوذي مي باشندو سطوح وسيعي از آن ها را رخساره هاي شيست وکاني ها پوشانده اند.
پس از مطالعات صحرايي در خصوص معدن آهن باباعلي و کار با GPS ، مطالعات فيزيوگرافي منطقه توسط نرم افزار
Arc GIS و برنامه d Analyst٣ آغاز گرديد. براي همين منظور نياز به يک سري اطلاعات پايه از وضعيت توپوگرافي منطقه محسوس بود. لذا از شيت مربوط به منطقه مورد مطالعه استفاده کرديم (شيت شماره NE ٥٦٥٩٤) . برخي از اطلاعات اين شيت در نقشه شماره ١ آمده است .
با استفاده از خطوط منحني تراز و نقاط ارتفاعي DEM (مدل رقومي ارتفاع ) منطقه به دست آمد.سپس با استفاده از
DEM، نقشه هيپسومتري شيت مورد نظر با ١٠ طبقه ارتفاعي به دست آمد (محدوده معدن در سه طبقه ارتفاعي قرار گرفته است (نقشه شماره ٢).
همچنين با استفاده ازDEM ، نقشه شيب شيت مورد نظر با ٩ طبقه ارتفاعي بدست آمد (محدوده معدن در هشت
طبقه شيب قرار گرفته است (نقشه شماره ٣).
نقشه جهات جغرافيايي شيت مورد نظر نيز با استفاده ازDEM مربوطه در ٩ طبقه به دست آمد (محدوده معدن در
هفت طبقه قرار گرفته است (نقشه شماره ٤).
از روي هم گذاري نقشه هيپسومتري ، شيب و جهت ، نقشه واحدهاي شکل زمين به دست آمد(نقشه شماره ٥).
با استفاده از اطلاعات مربوط به راه ها ، راه هاي اصلي و فرعي منطقه مشخص گرديد(نقشه شماره ٦). همچنين با بررسي اطلاعات مربوط به روخانه ها ، مشخص گرديد که محدوده معدن باباعلي ١ و ٢ در دو حوضه آبخيز قرار گرفته اند که در نقشه شماره ٧ نشان داده شده است .
همچنين ١٧ نمونه گياهي رشد يافته بر روي رگه معدني جهت آناليز فلزات سنگين جمع آوري شدند . گياهان مشخص شده به طور مجزا خشک و آسياب شدند و با روش جذب اتمي مورد تجزيه و آناليز قرار گرفتند. فلزاتي که براي آناليز مورد توجه قرار گرفتند شامل آهن ، منگنز، روي و مس بودند.
نتايج وپيشنهادها
عمليات استخراج در معدن آهن باباعلي به صورت روباز مي باشد. اين نوع استخراج داراي پيامدهاي زيست محيطي و ژئوموفولوژيکي مختلفي مي باشد. در استخراج ازمعادن به صورت روباز در صورتي با آلودگي آب مواجه هستيم که که عمق معدن زياد باشد و با سطح ايستابي برخورد کند و باعث بروز مشکلاتي در آب هاي زيرزميني شود. در شرايطي که باطله هاي حاصل از معدنکاري در داخل درياچه ها و رود خانه هاي اطراف تخليه شود، موجب آلودگي آب خواهد شد. همچنين در صورتي که پيت بازسازي نشود، ممکن است محل تشکيل حوضچه هاي اسيدي ناشي از نزولات جوي گردد.
آلودگي هواي ناشي از اين روش مربوط به عمليات حفاري، انفجار،بارگيري و تخليه مي باشد. اين نوع استخراج زمين هاي اطراف را در حد وسيعي تخريب مي کند و در صورتي که باطله هاي حاصل از استخراج در محلي مناسب تخليه نشوند ايجاد آلودگي خاک ميکنند. آلودگي صوتي ناشي از اين روش مربوط به عمليات حفاري و انفجار مي باشد.
تأثير تغييرات ژئوموفولوژيکي بر فرسايش حوزه
تغييرات ژئومورفولوژيکي از جمله عواملي هستند که ممکن است متناسب با جايگاه و شرايط محيطي قلمرو و گسترش
آن ها، درترکيب و مشارکت با ساير عوامل ، نقش به سزايي در افزايش استعداد سيل خيزي، فرسايش پذيري و رسوب زايي
