بخشی از مقاله
چکیده
استخراج معادن و ذوب فلزات از جمله منابع آلوده کننده محیط به سرب و روي محسوب میگردد. در این نواحی سرب و روي به اشکال مختلف و با حلالیت متفاوت بوده که به تدریج مقدمات آلودگی آبهاي سطحی و زیرزمینی را فراهم میسازد.
هدف از این تحقیق تعیین اشکال و گونه هاي مختلف عناصر سرب و روي در اطراف برخی معادن ایران می باشد. بدین منظور دو نمونه خاك از زمینهاي اطراف معادن سرب و روي واقع در استانهاي اصفهان - خاك - 1 و زنجان - خاك - 2 برداشت شد و در نمونه ها غلظت کل و تفکیک اشکال مختلف عناصر به روش عصاره گیري متوالی ، غلظت عناصر قابل دسترس، غلظت کل محلول و نیز گونه هاي مختلف عناصر مذکور به کمک نرم افزار Visual minteq تعیین شد.
نتایج حاصل از عصاره گیر ي متوالی نشان داد که شکل متصل به اکسیدهاي آهن و جذب ویژه مهمترین اشکال عناصر سرب و روي خاکها محسوب میشود. نتایج حاصل از نرم افزار نشان داد که در دو خاك مذکور گونه هاي غالب سرب محلول Pb-DOC و تا حدودي Pb2+ و PbOH+ و گونه هاي غالب روي محلول عمدتاَ Zn2+ وپس از آن Zn-DOC بودند. کانی هاي احتمالی کنترل کننده فعالیت سرب در خاك 1 فلوروپیرومورفیت - Pb5 - PO4 - 3F - و در خاك 2 هیدروکسی پیرومورفیت - Pb5 - PO4 - 3OH - و سروسیت - PbCO3 - تعیین شدند .
نکته مهم اینکه اگر چه مقدار روي کل در خاك 2 بیشتر از خاك 1 بود اما شاخص تحرك - Mobility index - و قابلیت دسترسی عنصر مذکور در خاك 1 بیشتر بود که نشان میدهد مقدار کل یک عنصر در خاك شاخص مناسبی جهت بررسی تحرك و قابلیت دسترسی آن عنصر و در نتیجه معیار مناسبی به منظور ارزیابی آلودگی زیست محیطی نمی باشد.
1 مقدمه
زیادي یا کمبود عناصري خاص در داخل سنگها, خاکها ویا آب ممکن است سبب بیماریهاي خاصی در انسانها و سایر جانداران گردد, اما به هر حال روابط بین ژئوشیمی محیط زیست و سلامت انسان پیچیده است. با آنکه ناهنجاریهاي ژئوشیمیایی موثر بر سلامتی, بطور طبیعی رخ میدهد, اما انسانها نیز میتوانند از طریق فعالیتهاي خود نظیر استخراج معادن و ذوب فلزات, دفع فاضلاب, استفاده بی رویه از کودها, آفت کشها و حشره کشها و غیره به شکل زیانباري بر محیط زیست اثر بگذارد.
در بین عناصر سنگین, سرب با مقدار معمول 2 تا 300 میلی گرم در کیلوگرم خاك کم تحرك ترین عنصر سنگین در خاك محسوب میشود. میانگین غلظت آن در قشر پوسته زمین حدود 15 میلیگرم بر کیلوگرم است, اما در نواحی آلوده غلظتهاي 100 تا 1000 برابر غلظت معمول آن در خاك میتواند یافت شود
این عنصر از منابع مختلفی وارد چرخه حیات شده و باعث آلودگی محیط زیست میگردد. در صورت ورود سرب به بدن انسان, عمدتاً در استخوان و پس از آن در کلیه و کبد انباشته میشود. خون یک منبع ذخیره اي کوتاه مدت براي سرب است که میتواند معیار مفیدي در سنجش مقدار آلودگی افراد به سرب باشد. مهمترین تاثیر سرب در اطفال, اختلال در سیستم عصب مرکزي است. سرب با آسیب رساندن به آن ممکن است سبب تاخیر در رشد فیزیکی, کاهش ضریب هوشی و تغییر رفتار اطفال میگردد. امروزه مسمومیت با سرب متداولترین بیماري با منشا محیطی در امریکا است و یک عامل نگرانی براي مدیریت دارو و غذاي آمریکا - - U.S. Food and Drug Administration یا دیگر آژانسهاي نظارتی محسوب میگردد
مقدار روي در خاکها 10 تا 300 میلیگرم بر کیلوگرم خاك با میانگین 50 میلیگرم بر کیلوگرم می باشد. این عنصر در اثر فرایند هوادیدگی به آسانی متحرك شده و به آسانی نیز با کربناتها تشکیل رسوب داده ویا جذب سطحی کانیها و ذرات خاك میگردد . - Alloway, 1990 - روي اگر چه یک عنصر ضروري براي موجودات زنده تلقی میشود اما مقادیر زیاد آن در محیط زیست مشکلاتی را براي موجودات زنده خصوصاً انسان فراهم نموده است. مصرف مقادیر زیاد آن توسط انسان مخصوصاً در فرم ترکیبات غیر آلی سبب آسیب رساندن به دستگاه گوارشی شده و همچنین اسهال, ضعف و تب و لرز و عرق شدید از پیامدهاي آن میباشد
بایستی متذکر شد که غلظت کل عنصر در خاك معمولاً شاخص خوبی از تحرك آن عنصر در خاك و یا جذب آن عنصر بوسیله گیاه نیست, زیرا تنها بخشی از غلظت کل عناصر براي گیاه قابل دسترس بوده و یا میتواند آلودگی زیست محیطی را به همراه داشته باشد. تحرك و قابلیت دسترسی و باالطبع پتانسیل سمیت عناصر سنگین به غلظت آن عنصر در محلول خاك, تاثیر گونه هاي دیگر محلول در حلالیت آن و توانایی خاك در آزاد کردن آن عنصر از فاز جامد به فاز محلول بستگی زیادي دارد
هدف از این تحقیق تعیین تحرك و قابلیت دسترسی عناصر سرب وروي به کمک روشهاي مختلف از جمله عصاره گیرهاي یک و چند مرحله اي و تمایز گونه هاي عناصر با نرم افزار می باشد.
2 مواد و روشها
نمونه هاي اولیه از عمق 0-30 سانتیمتري به روش نمونه برداري ساده انجام گرفت. نمونه اول از خاك اطراف کارخانه روي در اطراف شهر زنجان و نمونه دیگر از خاك اطراف معدن باما در شهر اصفهان برداشت شد - جدول . - 1 در هر خاك علاوه بر تعیین سرب و روي کل و قابل عصاره گیري با محلول 0/05 EDTA مولار - Quevauviller, 2002 - ، برخی خصوصیات دیگر از قبیل بافت، pH گل اشباع، هدایت الکتریکی عصاره اشباع، درصد مواد آلی و آهک، ظرفیت تبادل کاتیونی، غلظت آنیونهاي کلر، کربنات، بی کربنات و سولفات و کاتیونهاي سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم عصاره اشباع نیز اندازه گیري و تعیین شد
جدول -1 برخی پارمترهاي فیزیکی و شیمیایی خاکهاي مورد مطالعه
