بخشی از مقاله
چکیده
فعالیت معدنکاری با تولید حجم عظیمی باطله همراه میباشد. بخشی از این مواد باطله مربوط به کارخانه فرآوری است که معمولاً در سدهای باطله جمعآوری میگردد. یکی از مشکلات این سدها احتمال وقوع خطرات زیستمحیطی مانند آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی است. بهمنظور بررسی تأثیر احتمالی سد آبگیر معدن مس میدوک بر منابع آبی پاییندست سد آبگیر مطالعات هیدروژئولوژی در این منطقه انجام شد که شامل مطالعات سطح ایستابی منطقه با قرائت عمق آب در 6 گمانه پایشی قرار گرفته در منطقه پاییندست سد و مطالعات هیدروشیمی آب بر روی 18 نمونه آب گرفته شده منابع آبی موجود در منطقه سد و پاییندست سد و آب ورودی به کارخانه تغلیظ، میباشد. بر مبنای نتایج حاصل از مطالعات هیدروژئولوژی سطح تراز آب در منطقه سد آبگیر بالا میباشد. نتایج مطالعات هیدروشیمی نشان میدهد که تیپ آب منطقه بیکربناته - کلراته است؛ اما نمونه آب گمانه پایشی شماره 5 که در پاییندست سد آبگیر و در نزدیکی این سد در دیواره شمال شرقی آن واقع شده است، تیپ آب را همانند نتایج نمونه آب سد آبگیر سولفاته - کلراته نشان می-دهد. از اینرو احتمال آلودگی منابع آبی قرار گرفته در منطقه پاییندست محور سد آبگیر وجود دارد.
واژههای کلیدی:سد باطله، هیدروشیمی، نشت، کیفیت آب زیرزمینی.
مقدمه
فعالیتهای انسانی مانند آلودگی ناشی از پسابهای صنعتی، محلهای دفن زباله، کود و غیره، ممکن است نقش مؤثری بر ترکیب آب-های زیرزمینی ایفا کند - پاژند و هزارخانی، . - 2012 امروزه آلودگی آب زیرزمینی از طریق منابعی چون سدهای باطله معدنی مسئلهای جهانی است - شارما، . - 1994 سدهای باطله معدنی یکی از انواع سدها میباشند که بهمنظور انباشت پسماندهای معدنی خطرناک و یا بیخطر مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع سدها یکی از مهمترین حلقههای ارتباطی بین فعالیتهای معدنی و محیط پیرامون آنها هستند که تا چندین سال پس از اتمام فعالیتهای مذکور نیز مورد توجه میباشند - ناصری و همکاران، . - 1391 باطله بزرگترین بخش از مواد زائد جامد تولید شده در نتیجه فعالیتهای معدنی میباشد. با توجه به اینکه بیشتر ذخایر مس در ایران به صورت کالکوپیرت - سولفید آهن - مس - می باشد، یکی از نگرانیهای عمدهای که در رابطه با معادن سولفیدی وجود دارد، اکسیداسیون و هیدرولیز سولفیدی فلزی است.
این موضوع سبب افزایش غلظت عناصر سنگین، افزایش غلظت سولفات، افزایش هدایت هیدرولیکی و کاهش pH آب در منطقه معدنکاری میشود - ویلیام و اسمیت، . - 2000 نتایج حاصل از بررسیهای صورت گرفته روی نمونههای آب گرفته شده از محل سد باطله کارخانه فرآوری مس توسط کینگ، رسانایی ویژه آنها را به مقدار 100میلی موهوس بر متر نشان میدهد. این در حالی است که رسانایی ویژه آب در رودخانهها و سفرههای آب زیرزمینی از 1 تا 20 میلی موهوس بر متر در تغییر است - مرادزاده و همکاران، . - 1391 نکته قابل توجه این است که آب اسیدی تراوشی از کومههای باطله از همان ابتدا به دلیل وجود آهک و کلسیت در ترکیب باطله، خنثی میگردد. با این وجود بعد از خنثی شدن کامل کلسیت و آهک، این آب خاصیت اسیدی پیدا خواهد کرد. تحت شرایط اسیدی، تجزیه کانیها پیشرفت کرده و اکسیداسیون سولفیدها از طریق فعالیت باکتریها انجام میگیرد.
مطالعات ژئوفیزیک انجام شده در منطقه پایین دست سد آبگیر معدن مس میدوک توسط ساعینیا و همکاران - 1393 - نشاندهنده وجود نشت احتمالی از دیواره شمال شرقی سد آبگیر میباشد. بنابراین در این نوشتار به بررسی تأثیر سد آبگیر بر منابع آبی پاییندست سد در صورت نشت آب از سد پرداخته شده است.
موقعیت جغرافیایی و زمینشناسی منطقه
معدن مس میدوک در فاصله 42 کیلومتری شمال شرق شهرستان شهربابک و 132 کیلومتری شمال غرب معدن مس سرچشمه در طول جغرافیایی 55 درجه و 10 دقیقه و عرض جغرافیایی 30 درجه و 25 دقیقه در استان کرمان قرار گرفته است. منطقه دارای اقلیم نیمه بیابانی و کوهستانی و حداکثر ارتفاع 2842 متری از سطح دریا میباشد. شکل 1 موقعیت جغرافیایی منطقه را نشان میدهد.آذر آواری تشکیل گردیده که توسط تودههای نفوذی متعددی از جنس گرانودیوریت که بعضاً بیش از 2 کیلومتر گسترش دارد قطع شده است. تودههای نفوذی و سنگهای آذرین بیرونی تحت تأثیر محلولهای هیدروترمال در محدوده نسبتاً وسیعی دگرسان گردیده است. پوشش رویی در منطقه معدنی تماماً آندزیتی است که بالا آمدن توده گرانودیوریتی سبب برآمده شدن آندزیت گردیده است و در بعضی قسمتها رگههایی از جنس گرانودیوریت مشاهده میشود.
در آندزیتها محلولهای هیدروترمال و گازها سبب متراکم شدن و در نتیجه ایجاد فشار عظیمی شدهاند که موجب خرد، قطعهقطعه و برشی شدن آندزیتها گردیده است. همچنین شکستگیهای ایجاد شده به دلیل فشار بالای محلولهای هیدروترمال توسط سیلیس، فلوئورین و مینرالهای فلزی از قبیل، پیریت و ... پر شده است - وب سایت شرکت ملی صنایع مس ایران - .مجتمع مس میدوک متشکل از واحد معدن، کارخانه تغلیظ - پرعیارکنی - و سد باطله - سد رسوبگیر و سد آبگیر - می باشد که سد باطله در فاصله 6 کیلومتری واحد تغلیظ جانمایی گردیدهاست. در کارخانه تغلیظ بهطور عمده خرد کردن سنگ معدن و جداسازی کانیهای با ارزش از باطلهها در قالب واحدهای آسیا - آسیای نیمهخودشکن و گلوله ای - ، سلول شناورسازی و تهنشین کننده کنسانتره، صورت میگیرد.
عمدهترین موادی که در طول فرآیند تغلیظ به سنگ معدن در واحد شناورسازی و با هدف جداسازی کانیهای با ارزش اضافه میشود پنج نوع از واکنشگرهای اولیه شامل: جمعآوری کنندهها، کفسازها، بازدارنده، فعالکننده و اصلاحکنندهها میباشد. شاخصترین واکنشگری که در واحد شناورسازی کارخانه تغلیظ مس این مجتمع اضافه میشود، شیرآهک Ca - OH - 2 می-باشد که به عنوان بازدارنده پیریت - FeS2 - همراه کالکوپیریت موجود در ترکیب کانسنگ اصلی، عمل میکند - کارگر، . - 1389در این مطالعه با هدف بررسی اثر سد باطله آبگیر معدن مس میدوک بر منابع آب پاییندست، مطالعات هیدروژئولوژی در منطقه سد آبگیر برای دستیابی به اطلاعات سطح ایستابی منطقه و بررسی پارامترهای کیفی آب شامل: مقادیر کاتیون و آنیون موجود در نمونه آبهای این منطقه، اندازه-گیری مقادیر اسیدیته - pH - ، هدایت الکتریکی - EC - ، مقدار کل مواد جامد محلول - TDS - انجام شد.
روش تحقیق
بهمنظور بررسی اثر مواد باطله بر کیفیت آب زیرزمینی پایین دست سد باطله آبگیر، از منابع آبی منطقه نمونهبرداری شد. شکل 2 موقعیت ایستگاههای نمونهبرداری از منابع آبی منطقه سد آبگیر را نشان میدهد. ایستگاههای نمونهبرداری عبارتند از: 6 گمانه پایشی حفرشده در پاییندست سد آبگیر - - W1-W6، لولههای زهکش سد آبگیر - P1 و - P2، آب سد آبگیر و سد رسوبگیر - - D1-D4، آب خروجی قنات دو روستای روگوشیه - RW - و کمسفید - KW - به عنوان نزدیکترین روستاها به محل سد و نیز استخر آب تازه ورودی به کارخانه تغلیظ . - P -
نمونهبرداری از گمانههای پایشی با استفاده از سیستم نمونهبردار درونچاهی انجام شد. عمق سطح آب در هر گمانه با متر عمقیاب الکتریکی با هدف تعیین سطح تراز آب زیرزمینی در منطقه قرائت گردید. قبل از نمونه برداری هر یک از ظروف نمونه برداری، یک مرتبه با آب مقطر و دو مرتبه با آبی که قرار بود نمونه برداری از آن انجام شود، شسته شد.بلافاصله پس از نمونهبرداری مقدار اسیدیته - pH - و هدایت الکتریکی - EC - هریک از نمونهها با استفاده از pHمتر و ECمتر پرتابل قرائت گردید. نمونهها برای انجام آنالیز شیمیایی به آزمایشگاه آب مجتمع مس سرچشمه ارسال و پارامترهای هیدروشیمیایی شامل کاتیونهای Na+، K+، Mg2+، Ca2+، و آنیونهای ، ، ، و اندازهگیری شد.
2 بحث و بررسی
اندازهگیری عمق آب در 6 گمانه پایشی سطح تراز ایستابی آب منطقه به دست آمد. همانطور که در شکل 3 مشاهده میگردد سطح تراز آب در منطقه بالا است. حداقل عمق آب در گمانه پایشی شماره 4، 1 متر و در گمانه پایشی شماره 2، 15 متر است. بنابراین در صورت وجود نشت احتمالی از سد آبگیر، احتمال آلوده شدن منابع زیرزمینی منطقه پایین-دست سد آبگیر وجود دارد.پس از رسم نمودار پایپر نمونه آبهای منطقه سد باطله معدن مس میدوک مطابق شکل 3 مشخص گردید که نمونهها بر روی نمودار کاتیونها نزدیک به رأس سدیم - پتاسیم قرار دارند؛ اما نمونههای سد آبگیر و گمانه پایشی شماره 2 و 5 نزدیک به رأس کلسیم میباشند. بر روی نمودار آنیونها نیز مشاهده میگردد که به جز دو نمونه آب سد آبگیر و گمانه پایشی شماره 5 که نزدیک به رأس سولفات میباشند، بقیه نمونهها در مرکز نمودار واقع شده است و توزیع آنیون یکنواختی دارند. تیپ آب در
