بخشی از مقاله
مقدمه
در خاک، عاملهای مختلفی توزیع و غلظت فلزهای سنگین را کنترل میکنند که منجر به غنی شدن یا تهی شدن فلزهای سنگین در خاک میشوند. این عاملها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد: عامل وراثتی - ژئوژنیک - عاملهای غیر وراثتی - آنتروپوپدوژنیک - . در آغاز، ترکیب فلزهای سنگین در خاکها، از مواد مادری آن خاک به ارث میرسد، اما با گذشت زمان، وضعیت فلزهای سنگین در نتیجه فرایندهای پدوژنیک و انسانی حاکم بر شرایط خاک، متفاوت خواهد شد - کاباتا- پندیاس، . - 2011 تأثیر مقدار فلزهای سنگین موجود در مواد مادری بر مقدار این فلزها در خاک، متغیر بوده و بستگی به نوع و شدت فرایندهای خاکسازی و درجه تکامل خاک دارد. در مطالعه پالومبو و همکاران - 2000 -
در سیسیل ایتالیا مشخص گردید که مقدار و توزیع فلزهای سنگین در خاک-های آلفیسول توسط فرایندهای تشکیل اکسید فریک آبدار1، انتقال کربناتها2 و انتقال رس3؛ در مالیسولها توسط مواد آلی؛ در ورتیسولها توسط فرایند بهمخوردگی خاک در اثر انبساط و اقباض رسها4؛ در انتیسول ها اینسپتیسول ها توسط انحلال سولفاتها و در آندیسولها توسط هوازدگی ضعیف مواد آتشفشانی و کمپلکس مواد آلی کنترل میگردد. در زمینه نقش ماده مادری بر توزیع پروفیلی فلزهای سنگین، در ایران پژوهشهای بسیار کمی انجام گرفته و بیشتر محدود به توزیع فلزهای سنگین در لایههای سطحی خاک است. از این رو، پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش مواد مادری، و نیز نقش عاملهای غیروراثتی - فرایندهای خاکسازی - بر مقدار و توزیع عمقی فلزهای سنگین در منطقه صنعتی کبودرآهنگ در استان همدان انجام شد.
مواد و روش ها
بر پایه بررسی نقشههای زمینشناسی 1:100000 و بازدیدهای صحرایی، منطقه کبودرآهنگ به دلیل تنوع مواد مادری و فعالیتهای صنعتی پراکنده به عنوان منطقه مطالعاتی گزینش شد. از میان مواد مادری گوناگون در منطقه، مواد مادری شیست - Sch - ، سنگآهک - Li - ، دشت آبرفتی - Qa - ، شیل - Sh - ، نهشتههای مخروط افکنه-ای در سطح بالا - Qf - و پادگانههای آبرفتی در سطح پایین - Qt - انتخاب گردیدند و خاکرخهای نماینده - n= 18 - گزینش و حفر شدند. پس از بررسیهای مورفولوژیک و تشریح خاکرخها - سازمان حفاظت خاک، - 1979، از افق-های خاک و مواد مادری نمونهبرداری شد. همه نمونهها هواخشک شده و از الک 2 میلیمتری عبور داده شدند. نمونههای سنگ نیز آسیاب شدند.
تجزیه های فیزیکی و شیمیایی معمول برای نمونههای حاصل از افقهای خاک به عمل آمد. از نمونه های مواد مادری مقطع نازک و نمونه پودر شده تهیه شده و به کمک میکروسکوپ پلاریزان و دستگاه پراش اشعه ایکس - XRD - ترکیب کانیها تعیین گردید. مقدار کل فلزهای سنگین مس، منگنز، نیکل، روی و آهن در افقهای خاک و سنگ بستر به روش اسپوزیتو - 1982 - و با استفاده از دستگاه جذب اتمی مدل واریان 20 اندازهگیری شد. تحلیلهای آماری به کمک نرمافزار SAS و مقایسه میانگین ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و ژئوشیمیایی خاکها به کمک آزمون دانکن انجام شد. برای تعیین شدت تأثیر مواد مادری بر غلظت فلزهای سنگین، از تحلیل چند متغیره خوشهای - Cluster analysis - برای گروهبندی خاکها استفاده شد.
نتایج و بحث
در طی توصیف خاکرخها، برخی از ویژگیهای کلی خاکرخها بررسی شد که در جدول 1 گزارش شده است.
غلظت کل فلزهای سنگین در خاکها و مواد مادری
مس: میانگین غلظت فلز مس در کل منطقه 26/3 میلیگرم بر کیلوگرم اندازهگیری شد. کمترین مقدار مس در خاکهای آهکی 19 - میلیگرم بر کیلوگرم - دیده شد - جدول . - 2 با توجه به مقدار مس در مواد مادری بررسی شده، سنگ شیل دارای بیشترین مقدار مس و سنگ آهک دارای کمترین مقدار مس میباشد. خداکرمی - 1388 - با بررسی فلزهای سنگین در بخشی از خاکهای همدان دریافت که عامل اصلی غلظت بالای مس در منطقه، عامل زمینشناختی و وجود ماده مادری شیل و دشت آبرفتی است.
منگنز: میانگین غلظت فلز منگنز در منطقه، 715/6 میلیگرم بر کیلوگرم اندازهگیری شد. بیشترین غلظت منگنز در خاکهای نهشته مخروط افکنهای در سطح بالا و شیستی یافت شد - جدول. - 2 در بین مواد مادری، بیشترین و کمترین غلظت منگنز به ترتیب در نهشتههای مخروط افکنهای در سطح بالا و سنگ آهک یافت شد - جدول . - 3 مقایسه غلظت مس، روی و منگنز در سنگها و خاکها، بویژه سنگ آهک و خاکهای آهکی بیانگر افزایش غلظت این فلزها در خاک نسبت به سنگ بستر است. که این پدیده به دلیل شدت بالاتر فرایند انحلال کربنات-ها در مواد مادری آهکی، نسبت به سایر مواد مادری جستجو کرد - اسچاتزل، . - 2005
نیکل: میانگین غلظت نیکل در خاکهای منطقه 45/4 میلیگرم بر کیلوگرم و کمترین مقدار نیکل در خاکهای ناشی از سنگ آهک 16/6 - میلیگرم بر کیلوگرم - تعیین شد - جدول . - 2 غلظت نیکل در خاکها از غلظت نیکل در مواد مادری متناظرشان تبعیت میکند. در بین سنگهای رسوبی، رسوبهای رسی دارای بیشترین مقدار نیکل 5 -90 - میلیگرم بر کیلوگرم - میباشند - کاباتا- پندیاس، . - 2011
روی: میانگین غلظت فلز روی در کل منطقه، 81/4 میلیگرم بر کیلوگرم است. غلظت کل فلز روی در خاک-های شیلی تفاوت معنیداری را با سایر خاکها نشان میدهد - جدول . - 2 کمترین مقدار روی در خاکهای آهکی 52 - میلیگرم بر کیلوگرم - اندازهگیری شد. سنگ بستر شیل حاوی 121 میلیگرم بر کیلوگرم روی است، و سنگ آهک دارای کمترین مقدار فلز روی 8/5 - میلیگرم بر کیلوگرم - است - جدول . - 3 هان و همکاران - 2007 - گزارش کردند که در میان سنگهای رسوبی، شیل دارای مقادیر بالاتری از روی است.
آهن: میانگین غلظت آهن در کل منطقه، 33/8 گرم بر کیلوگرم تعیین شد. در میان خاکها، خاکهای آهکی کمترین مقدار آهن را دارند - جدول - 2 و کمترین مقدار آهن نیز در سنگ بستر آهک اندازهگیری شد - جدول . - 3 حضور کانیهای آهندار - کردیریت و بیوتیت - در سنگ شیست باعث افزایش غلظت این فلز در خاک شده است.
