بخشی از مقاله
چکیده
در دهه هاي اخیر توسعه معادن باعث افزایش غلظت فلزات سنگین در محیط زیست شده است. این پژوهش با هدف تعیین غلظت مس، روي، سرب و کادمیوم و تخمین فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی در خاك اطراف معدن ایرانکوه در استان اصفهان انجام شد. نمونهبرداري بهصورت تصادفی و مرکب از خاك - عمق صفر تا 20 سانتیمتري - انجام شد. غلظت کل مس، روي، سرب و کادمیوم در خاك بهترتیب 28/62، 269/78 ، 71/18 و 1/57 میلیگرم بر کیلوگرم بدست آمد. مقادیر فاکتور آلودگی براي روي و کادمیوم 1/046، براي مس 1/064 و براي سرب 1/035 بدست آمد. این نتایج نشان میدهد که هر چهار فلز در کلاس آلودگی متوسط قرار دارند. همچنین شاخص بار آلودگی بزرگتر از یک بدست آمد که نشاندهنده خطرات زیستمحیطی فلزات سنگین است.
واژههاي کلیدي: فاکتور آلودگی، روي، سرب، کادمیوم، مس
مقدمه
در سالهاي اخیر ورود آلایندهها با منشاء انسانی مانند فلزات سنگین به اکوسیستم، افزایش چشمگیري داشته و به عنوان یک خطر جدي براي حیات اکوسیستم بهشمار میرود. فلزات سنگین اگرچه ممکن است در اثر عوامل طبیعی نظیر هوادیدگی سنگهاي مادري حاوي آنها، وارد خاك شوند اما فعالیتهاي انسانی نظیر فعالیت صنایع و کارخانهها، تردد خودروها و کاربرد کودهاي شیمیایی، نقش مهمی در افزایش غلظت این فلزات در خاك دارند .
در این بین بهرهبرداري از معادن به عنوان یکی از منابع مهم ورود فلزات سنگین به خاك شناخته شده است . در سالهاي اخیر مطالعات زیادي در زمینه آلودگی خاك به فلزات سنگین در اطراف معادن انجام شده است. به عنوان مثال وو و همکاران در مطالعهاي بیان داشتند که 49/6 درصد از نمونههاي خاك اطراف یک معدن طلا در شانکسی چین، آلوده هستند. به دلیل اثرات مخرب فلزات سنگین بر روي انسان و محیط زیست، ارزیابی آلودگی فلزات سنگین از اهمیت خاصی برخوردار است. ارزیابی آلودگی فلزات سنگین، با استفاده از شاخصهاي مختلفی از جمله شاخص زمین-انباشتگی، درجه آلودگی، فاکتور آلودگی - CF - و شاخص بار آلودگی - PLI - صورت میگیرد.
یکی از معادن مهم در استان اصفهان، معدن سرب و روي ایرانکوه است. زمینهاي مجاور این معدن عمدتاٌ داراي کاربري کشاورزي هستند و مناطقی نیز بهصورت مسکونی مورد استفاده قرار دارند. هدف اصلی از اجراي این پژوهش تعیین غلظت مس، روي، سرب و کادمیوم جهت بررسی فاکتور آلودگی و شاخص بار آلودگی در خاك اطراف معدن ایرانکوه میباشد.
مواد و روشها
در این پژوهش نمونهبرداري بصورت تصادفی انجام شد. بدین صورت که مزارع گندم، برنج، چغندر، شلغم، پیاز، کرفس و به در اطراف معدن در فاصله حدود 1 الی 5 کیلومتري از معدن انتخاب شد و از خاك سطحی - عمق صفر تا 20 سانتیمتري خاك - در هر مزرعه 3 نمونه مرکب و بهصورت تصادفی برداشته شد.
تجزیه آزمایشگاهی خاك
براي اندازهگیري غلظت کل عناصر سنگین موجود در خاك، ابتدا خاك از الک 230 مش رد شد. یک گرم از خاك مورد نظر وزن شد و به آن 20 میلیلیتر مخلوط اسید نیتریک و اسید کلریدریک با نسبت 3 به 1 اضافه گردید . این مخلوط به مدت 24 ساعت باقی ماند. بعد از آن نمونه ها به مدت چند ساعت روي حمام بخار در دماي 85 الی 100 درجه سلسیوس گذاشته شد . بعد از برداشتن نمونهها، به آنها چند میلیلیتر آب اکسیژنه براي حذف ماده آلی اضافه شد و پس از گذشت چند دقیقه نمونهها براي ادامه هضم بر روي حمام بخار قرار داده شد. هضم خاك تا زمان بیرنگ شدن نمونهها و خروج بخار قهوهاي رنگ از ظرف ادامه یافت. پس از خنک شدن نمونهها و صاف کردن آنها با کاغذ صافی واتمن 42، نمونهها در بالن 100 میلی لیتر به حجم رسانده شد.
فاکتور آلودگی
مقادیر میانگین و دامنه تغییرات فاکتور آلودگی براي چهار فلز سنگین مطالعه شده است. بررسی کلاسهاي آلودگی مختلف نشان میدهد که خاکهاي مورد بررسی از نظر هر چهار فلز داراي آلودگی متوسط هستند. در همین زمینه کینگ و همکاران شاخصه اي زیست محیطی را در منطقه اي در شمال چین بررسی کردند و نشان دادند که خاکهاي این مناطق به میزان متوسط تا زیاد آلوده به سرب و کادمیوم است. همچنین نتایج این مطالعه نشان داد که میزان شاخص بار آلودگی 2/327 است. با توجه به بالا بودن این شاخص نسبت به واحد، احتمال خطرات زیستمحیطی فلزات سنگین وجود دارد.
