بخشی از مقاله
بررسي ميزان آلودگي خاک هاي ميدان نفتي آب تيمور به فلزات سنگين بر اساس شاخص ژئوشيميايي مولر
چکيده
آلودگي خاک به وسيله مواد شيميايي يا در اثر ديگر تغييراتي که در خاک هاي طبيعي رخ مي دهد،به وجود مي آيد.اين نوع آلودگي عمدتاً در اثر شکستکي مخازن زيرزميني ،استفاده از سموم ،نفوذ آب هاي سطحي آلوده به لايه هاي زيرسطحي ،ريختن فرآورده هاي نفتي ، نفوذ شيرابه هاي مدفن پسـماندها يـا تخليه مستقيم پسماندهاي صنعتي در خاک ها به وجود مي آيد.متداول ترين فرآورده هاي شـيميايي شامل هيدروکربن هاي نفتي ، حلال ها، سموم ، سرب و ديگر فلزات سنگين مي باشد.
در اين پژوهش خاک هاي ميدان نفتي آب تيمور جهت تعيين غلظت ٨ عنصر سنگين و شدت آلودگي مورد آناليز شيميايي قرار گرفت .با توجه به اينکه منطقـه مـورد مطالعـه ميـدان نفتـي بوده ،هـدف ايـن پژوهش ميزان آلودگي ناشي از اين فعاليت ها تعيين گرديد.استفاده از شـاخص ژئوشـيميايي مـولر بـه عنوان ابزاري براي تعيين ميزان آلودگي به فلزات سنگين در نظر گرفته شد.با توجه به نزديکي بـه چـاه هاي نفتي بهره برداري شده ،در حال حفاري و فلرهاي موجود،منطقه به ١٢ پلات تقسيم گرديـد.در هـر پلات ٣ نقطه به صورت تصادفي جهت نمونه برداري تعيين شـد.پس از مخلـوط نمـودن ،در نهايـت ١٢ نمونه جهت آناليز به دست آمد.ميزان ٨ عنصر سنگين مس ،نيکل ،واناديم ،کبالت ،کادميم ،روي ،موليبدن و سرب در نمونه ها با استفاده از دستگاه جذب اتمي اندازه گيري شد.سپس ميـزان آلـودگي منطقـه بـر اساس شاخص ژئوشيميايي مولر محاسبه شد.نتايج نشان مي دهد که غلظت کل فلـزات سـنگين مـورد نظر در کليه موارد بالاتر از ميانگين پوسته زمين بوده و بـر اسـاس شـاخص ژئوشـيميايي مـولر شـدت آلودگي در پلات هاي مختلف نسبت به فلزات سنگين مختلف در رده هاي غير آلـوده تـا خيلـي آلـوده متغير مي باشد.
کلمات کليدي : آلودگي خاک ،فلزات سنگين ،شاخص ژئوشيميايي مولر،آب تيمور
١. مقدمه
آلودگي محيط زيست به وسيله مواد آلاينده حاصل از فعاليت هـاي گونـاگون بشـري از جملـه فعاليـت هـاي کشاورزي ، صنعتي ، هسته اي و فاضلاب شهري سبب ايجـاد مشـکلات زيسـت محيطـي ، اقتصـادي و بهداشـتي شـده است .امروزه با درک مشکلات زيست محيطي به وجود آمده تلاش هاي فراواني به منظور پاکسازي محيط زيست صورت گرفته است و بدين منظور روش هاي مختلفي ابداع و به کار گرفته شده است .(٦)
هرگونه تغيير در اجزاي تشکيل دهنده خاک بطوريکه استفاده از خاک غير ممکن يا کم ممکن گردد را آلودگي خاک گويند.آلودگي خاک با فلزات ،شبه فلزات و آلاينده هاي آلي از مشکلات جدي جهاني است .با توجه به مدل منبـع ، مســير،گيرنده در ارزيــابي مخــاطره هرگونــه اشــتباه در پاکســازي مکــان هــاي آلوده (منبع )ريســک آســيب بــه گياهان ،جانوران ،انسان و منابع طبيعي مانند آب (گيرنده ها)از طريـق پيوسـتگي نظـام هـاي طبيعي (مسـير)قابل توجـه است .بطور مثال آلاينده ها ممکن است در يک مکان بروي آبهاي زيرزمينـي يـا سـطحي تـأثير بگـذارد و يـا مسـتقيماً گياهان ،حيوانــات و انســان را مســموم نمايــد.نگراني هــا وقتــي شــدت مــي يابــد کــه مــواد آلاينــده توســط آبهــاي زيرزميني ،زهکشي ها و گرد و غبار جابجا مي شوند و وارد زنجيره غذايي مي گردند.آلودگي فلزات سنگين نيز به عنوان خطر بالقوه اکولوژيکي محسوب مي شود.(٥)
در سال هاي اخير با بهره گيري از علم ژئوشيمي رسوبات و خاک به دليل دقت بالا و اطمينـان بـه نتـايج آن ، امکان برآورد ميزان دقيق آلودگي ها فراهم شده است . شاخص زمين انباشتگي که توسـط مـولر ١٩٧٩ معرفـي شـده است ، شاخص ديگري است که مي تواند درجه آلايندگي خاک را تعيين کند.(٢)در تحقيقي که ولوي و کرباسي (١٣٨٦) بر روي ميزان آلودگي رسوبات تالاب بامدژ به فلزات سنگين انجام دادند، مشخص شد که ميزان آلودگي بستر تالاب بـه فلز نيکل در حد متوسط است و همچنين عناصر آهن ، روي و نيکل در رسوبات تالاب منشاء طبيعي دارند.(١١)
در يک تحقيق که با هدف مقايسه شاخص هاي Igeo و EF در برآورد شـدت آلـودگي هـاي زيسـت محيطـي رودخانه شيرود واقع در غرب استان مازندران انجام شد،از مجموع ٧ نمونـه رسـوبي برداشـت شـده ،غلظت کـل عناصـر مس ،روي ،سرب ،واناديم ،نيکل ،منگنز و آهن اندازه گيري و رسوبات منطقه بـا اسـتفاده از ايـن دو شـاخص طبقـه بنـدي شدند.(٣)در تحقيقي که در سال ١٣٨٨ توسط دليجاني و همکاران بر روي آلودگي و توزيـع فلـزات سـنگين در خـاک هاي منطقه ويژه اقتصادي پارس جنوبي با استفاده از دو معيار فاکتور غني شدگي و شـاخص زمـين انباشـتگي صـورت گرفت ،نتايج نشان داد که آلودگي به فلزات سنگين در نزديکي صنايع از غلظـت بيشـتري برخـوردار اسـت و بـا فاصـله گرفتن از صنايع غلظت فلزات سنگين کاهش مي يابد.(٤)
در تحقيق ديگري رسوبات رودخانه شفارود جهت تعيين غلظت عناصر سنگين ، منشأ عناصر و شـدت آلـودگي مورد آناليز شيميايي قرار گرفتند. در ادامه تحقيق با استفاده از LOI, Ca, Al بـه ترتيـب بـه عنـوان شـاخص هـاي زميني ، بيوژنيکي و مواد آلي نسبت به منشا يابي عناصر منگنز،آهن ،نيکـل ،مس روي ،سـرب و کبالـت اقـدام شـد.بدين ترتيب ، اثري از آلودگي فلزي در رودخانه شفارود مشاهده نگرديده است .شاخص ژئوشيميايي مولر نيز مؤيد اين امر بوده و خروجي محاسبات اين شاخص ، شدت آلودگي عناصر منگنز،سرب ،نيکل ،مس ،روي و آهن را در رده غيـر آلـوده نشـان
مي دهد.(١)
در اين پژوهش خاک هاي منطقه ميدان نفتي آب تيمور جهت تعيين غلظت ٨ عنصر سنگين و شدت آلـودگي منطقه به اين فلزات مورد آناليز شيميايي قرار گرفت .ميزان و شدت آلودگي بـا اسـتفاده از شـاخص ژئوشـيميايي مـولر تعيين گرديد.
٢. مواد و روش ها
براي انجام تحقيق حاضر از نمونه هاي واقعي خاک منطقه مورد مطالعه يعني محدوده اطـراف ميـدان نفتـي آب
تيمور در ٢٥ کيلومتري جاده اهواز- خرمشهر استفاده گرديد.
٢. ١. تشريح محدوده مطالعه
شرکت بهره برداري نفت وگاز کارون به عنوان بزرگترين شرکت فرعي تابعـه شـرکت ملـي منـاطق نفـت خيـز جنوب ، از شمال و شمال شرق به ملاثاني و نفت سفيد و از جنوب و جنوب غرب بـه آبـادان و خرمشـهر و از غـرب بـه سوسنگرد و از شرق به مارون محدود مي گردد.اين شرکت با توان توليدي بيش از يک ميليون و چهل هزار بشکه نفـت در روز از حدود ٤٧٥ حلقه چاه از مخازن نفتي اهواز آسماري و بنگستان ، منصوري آسـماري و بنگسـتان ، آب تيمـور و رامين نقش حياتي را در مجموعه توليد نفت و گاز کشور ايفا مي کند.از ميان اين ٦ حوضه نفتي ، مخزن آسماري اهـواز با توليد روزانه ٧٣٠ هزار بشکه در روز بيشترين و مخزن رامين با توليد ٣ هزار بشکه در روز کمترين سهم توليدي نفت را برعهده دارند.واحد بهره برداري آب تيمور در ٢٥ کيلومتري جاده اهواز-خرمشهر واقع شده اسـت .در ايـن واحـد نفـت حوزه هاي نفتي آب تيمور و دارخوين فرآورش مـي گـردد.اين منطقـه داراي پوشـش گيـاهي نسـبتاً غنـي بـا سـيماي کشاورزي و در فاصله ٤ کيلومتري غرب رودخانه کارون واقع شده است .(٧)
٢. ٢.نمونه برداري
براي انجام نمونه برداري ابتدا نقشه هاي توپوگرافي ،زمين شناسي منطقه و راه هاي دسترسـي آن تهيـه گرديـد و مورد بررسي قرار گرفت و با توجه به منابع و چاه هاي نفتي موجود،منطقه به ١٢ پلات تقسيم و در هر پلات سه نقطـه جهت نمونه برداري در نظر گرفته شد.به دليل عدم وجود جاده دسترسي امکان نمونه برداري از برخي از نقـاط تعيـين شده بر روي نقشه ميسر نگرديد.لذا تعداد ٢٥ نمونه مغزي از منطقه برداشت گرديد که مربوط به ١٢ پلات تعيين شـده بودند.نمونه ها در ظروف پلي اتيلي (پلاستيکي سفيد رنگ ) اسيدشويي شده ، ريخته و برچسب گـذاري (ثبت مشخصـات محل نمونه برداري و مختصات جفرافيايي ) گرديد و پس از انتقال به آزمايشگاه تا زمان آماده سازي و آناليز در يخچـال نگهداري شدند.
٢. ٣.وسايل و تجهيزات نمونه برداري
١- وسيله نمونه برداري (آگر) ٢-GPS
٣- ظروف نمونه برداري ٤- دوربين عکاسي
٢. ٤.مراحل آماده سازي و هضم شيميايي نمونه هاي خاک جهت آناليز فلزات سنگين
جهت آماده سازي و هضم شيميايي نمونه ها از روش زير استفاده شد.(٨ ،١٤ و ١٥)
١-قرار دادن نمونه هاي خاک در آون جهت خشک شدن در دماي ٥٠ درجه به مدت ٤٨ ساعت
٢- الک کردن نمونه ها توسط الک ٢٣٠ براي جداسازي ذرات کوچکتر از ٦٣ ميکرون
٣- کوبيدن و خرد نمودن نمونه ها در هاون عقيق
٤- توزين يک گرم نمونه توسط ترازوي ديجيتال
٥- قرار دادن نمونه ها روي حمام شن و افزودن ٧ سي سي تيزاب سـلطاني و حـرارت دادن تحـت دمـاي ١٢٥
درجه تا نزديک خشک شدن
٦- افزودن ٣ سي سي اسيد پرکلريک براي هضم کامل نمونه ها
٧- عبور دادن نمونه هاي هضم شده از فيلتر واتمن ٤٥
٨- رساندن نمونه هاي صاف شده به حجم ٥٠ يا ١٠٠ سي سي توسط آب دوبار تقطير
٩- تزريق به دستگاه جذب اتمي مدل AFF ٢٤٠
٣. يافته
مقادير غلظت کل فلزات سنگين مورد نظر در جدول شماره ٢ آورده شده است .همانگونه که مشاهده مـي شـود غلظت کل فلزات سنگين در متطقه مورد مطالعه در کليه پلات ها بيشتر از ميـانگين پوسـته زمين ،خـاک و شـيل مـي باشد.
