بخشی از مقاله
چکیده :
در این مطالعه بررسی آلودگی خاکها در منطقهی کوه سفید-مرادآباد - شرق خراسان رضوی - که دربردارندهی کانیسازی باریت است، انجام شد. تمرکز عناصر Ba, Pb و Cu به همراه ویژگیهای فیزیکوشیمیایی آن مانند بافت خاک، درصد ماده آلی - OM - ، کربنات کلسیم معادل - CCE - و pH نیز اندازهگیری شد. غلطت باریم از 109/3 تا 454/22 میلیگرم بر کیلوگرم، غلظت سرب بین 6/72 تا 11/82 میلیگرم برکیلوگرم و غلظت مس بین 15 تا 27/5 میلیگرم بر کیلوگرم متغیر بود. بافت خاکها در 12 نمونهی مورد مطالعه، لوم سیلتی تا لوم ماسهای است. با توجه به مقادیرارائه شده توس USEPA میزان باریم و سرب در برخی نمونهها از میزان معمول در خاک-های طبیعی بالاتر است. ارزیابی آلودگی خاک توس شاخص زمین انباشت - Igeo - و فاکتور غنی شدگی - EF - نشان داد که از نظر شاخص زمین انباشت تمامی نمونهها غیر آلوده و از نظر فاکتور غنیشدگی، غنیشدگی باریم و مس در ردهی متوس تا قابل توجه و سرب در ردهی قابل توجه است. بین مقادیر باریم و سرب همبستگی معنیداری وجود دارد که ناشی از هوازدگی باریت و گالن - PbS - در منطقه است.
کلید واژه ها: آلودگی خاک، باریت، کانی زائی سرب و مس، کوه سفید- مرادآباد
مقدمه :
کانسارهای باریت - BaSO4 - که رایجترین کانی حاوی باریم هستند ،میتوانند از طریق فرسایش و هوازدگی باعث ورود فلز سنگین سمی باریم به محی خاک شوند . - Adamu et al., 2015; Nagaraju et al., 2006 - ویژگیهای خاک مانند مقدار کربنات کلسیم، pH میتواند بر انتقال باریم به آب زیرزمینی تأثیر بگذارد. مقدار بالای کربنات کلسیم تحرک Ba را از طریق رسوب دادن عنصر به صورت BaCO3 محدود میکند . - Lagas et al, 1984 - بطور کلی با توجه به نوع خاک و ویژگیهای آن، مقادیر میانگین باریم رنجی از 265ppm تا 835ppm دارد - . - ATSDR, 2007 بطور مثال مقدار باریم در افقهای سطحی خاکهای جمع آوری شده در کلرادو 150 تا 1500 ppm با میانگین 550ppm - Connor & Shacklette, 1975 - و یا متوس در خاک طبیعی کانادا140ppm گزارش شده است - Grunsky,2010; .McKeague &Wolynetz,1980 - تجمع باریم و دیگر فلزات سنگین در خاک و ورود به بدن انسان و ارگانیسمهای زنده خطرات قابل توجهی را ایجاد میکند . - Lacatusu, 1995; CDC, 2003 - به علت پایداری زیست محیطی فلزات سنگین، امروزه مشکل آلودگی حاصله از آنها تبدیل به یکی از مهمترین معضلات زیست محیطی بشر شده است - . - Wang &Chen, 2006 با توجه به اثرات منفی عنصر باریم بر سلامت انسان - Flomenbaum et al., 2006 - و اینکه خاک میتواند منشأ آلودگی آب و مسیر ورود این عناصر از طریق گیاهان به جانوران و انسان باشد، ارزیابی آلودگی خاک اهمیت فراوانی دارد. به دلیل وجود اندیسهای معدنی باریم و همچنین مس و سرب در منطقه کوه سفید-مرادآباد بر طبق نقشه پراکندگی اندیسهای فلزی و غیرفلزی ورقه کهریزنو - مرکز تحقیقات ذخایر معدنی شرق ایران - ، در این مطالعه آلودگی زمینزاد خاک منطقهی کوه سفید - مرادآباد به فلزات سنگین باریوم، سرب و مس با استفاده از شاخص زمینانباشت - Igeo - و فاکتور غنیشدگی - EF - انجام شده است - Adamu et al., .2015 - همچنین در این مطالعه ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاک مانند بافت و محتوای مواد آلی که در میزان جذب این فلزات در خاک موثر است، مورد بررسی قرار گرفته است.
موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی منطقه مورد مطالعه:
منطقه کوه سفید-مراد آباد در استان خراسان رضوی و12 کیلومتری شمال شرق شهرستان باخرز واقع شده و شامل چندین روستا میگردد. محدوده مورد مطالعه بین عرضهای جغرافیایی"35R'01''51/1 تا 35 '09' '40/8" شمالی و طول های جغرافیایی 60 '11' '49/7" تا"60 '23' '41/9 شرقی در 200 کیلومتری جنوب شرق مشهد از مسیر تربت جام قرار دارد. شکل - 1 - موقعیت محدوده موردمطالعه را نشان میدهد.
متوس بارندگی منطقه، بر اساس نقشه میانگین بارندگی سالیانه ایران، 200 میلی متر و میانگین دمای هوای سالیانه 15 درجه سانتیگراد است. منطقه از نظر آب و هوایی، خشک و نیمه خشک است.
از لحاظ زمینشناسی رخنمون های غالب در منطقه رسوبات مارنی قرمز روشن و مارن ژیپس دار و سنگ آهک متعلق به دوره ائوسن، کنگلومرا و ماسه سنگ ائوسن میانی، کنگلومرا و ماسه سنگ ،کوارتز آرنایت، شیل و سنگ آهک فسیلدار متعلق به مزوزوئیک، توف ولکانیک آندزیتی ائوسن، سنگهای ریولیتی تا ریوداسیتی ائوسن و مارن قرمز روشن تا مارن قهوهای ژیپس دار مربوط به میوسن می باشد. در شکل - 1 - نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه نیز نشان داده شده است.
با توجه به وجود معادن باریت در منطقه مورد مطالعه و همچنین اندیسهای فلزی مس و سرب و اندیسهای غیر فلزی باریت که بیشتردر جنوب ورقه کهریزنو وجود دارند و همچنین وجود پتانسیل کانی سازی مس-روی
نتایج:
نتایج حاصل از تعیین بافت خاک، درصد ماده آلی - OM - ، کربنات کلسیم معادل - CCE - ، pH و مقادیر باریم، سرب و مس اندازهگیری شده در جدول 1 و 2 ارائه شده است. بافت خاک بر اساس نمودار مثلثی USDA که متداولترین روش برای تعیین بافت خاک است، تعیین شده است - جدول. - 2 مقادیر pH طبق جدول2، بین 7/8 برای نمونه BMS12 تا 9 برای نمونهBMS1 متغیر می باشد. مقادیر ماده ی آلی از صفر تا 1/5 درصد و مقادیر کربنات کلسیم معادل بین 12/25 تا 20/5 درصد متغیر است - جدول. - 1 حداقل غلظت باریم 102/3 میلی گرم بر کیلوگرم در نمونهی BMS9 و حد اکثر آن 454/22 میلیگرم بر کیلوگرم در نمونهی BMS7 میباشد. حداقل و حداکثر غلظت سرب نیز به ترتیب در نمونههای BMS9 و BMS7 با مقادیر 4/93 و 11/82 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد. غلظت مس نیز در نمونههای BMS1،BMS3 وBMS4 با 15 میلیگرم بر کیلوگرم کمترین و در نمونهی BMS2 با 27/5 میلیگرم بر کیلوگرم بیشترین مقدار را دارد - جدول. - 1
بحث:
چنانچه تمرکز عناصر سنگین در خاک به طور قابل توجهی بالاتر از میانگین طبیعی آن باشد، بررسی آلایندگی و سمی بودن آن ضروری است. میزان باریم در نمونهی BMS7 بالاتر از میانگین ارائه شده توس USEPA می-باشد. میزان سرب نیز در نمونه های BMS4،BMS7 و BMS10 از میانگین USEPA بالاتر است. میزان مس در هیچ کدام از نمونهها بالاتر از میانگینUSEPA نمیباشد. جهت ارزیابی دقیقتر آلودگی خاک معمولاً از شاخص زمین انباشت - - Igeo و فاکتور غنی شدگی - - EF استفاده می شود - Loska et al., 2003; Ghrefat & Yusuf, 2006; .Adamu et al., 2015 - شاخص زمین انباشت توس مولر در سال 1969 معرفی شده است و از طریق معادله زیر محاسبه می شود:
که در آنIgeo شاخص زمین انباشت برای عنصر مورد نظر،Cn غلظت عنصر مورد نظر در نمونهی خاک و Bn غلظت عنصر مورد نظر در زمینه*و ضریب1/5 برای تصحیح لیتولوژی اعمال میشود. بر اساس شاخص زمین انباشت خاکها از نظر آلودگی طبق جدول 3 به هفت رده تقسیم می شوند.
فاکتور غنیشدگی نیز جهت ارزیابی آلودگی خاک استفاده میشود توس بات منارد و چیسلت در سال 1979 ارائه شد و از طریق معادله زیر محاسبه میشود:
