بخشی از مقاله
چکیده
در مقاله حاضر به بررسی و ارزیابی فلزات سنگین در منابع آب و خاك در منطقه افیولیتی فرومد پرداخته شده است. براي این کار از روش هاي آماري چند متغیره و شاخص آلودگی فلزي HPI براي آب و فاکتور آلودگی و ضریب غنی شدگی براي خاك استفاده گردیده است. با استفاده از روشهاي آماري چند متغیره - ضریب پیرسون ، آنالیزخوشه اي - همبستگی بین عناصر مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس ارزیابی هاي صورت گرفته دو منشاء در ورود عناصر به منابع آب و خاك ارائه شده است.
فعالیت معدن کاري در سنگهاي افیولیتی - پریدوتیت، دونیت، سرپانتینیت، گابرو و بازالت - بعنوان منشا آنتروپوژنیک و سنگهاي اسیدي - کنگلومرا، توفهاي اسیدي - بعنوان منشا لیتوژنیک عناصر منطقه در نظر گرفته شده است. بر اساس اندازه گیري شاخص آلودگی HPI براي نمونه هاي آب تمامی نمونه ها آلوده بوده و قابل شرب نمی باشند. بر اساس اندازه گیري ضریب آلودگی براي خاك، کروم داراي بالاترین میزان آلودگی در منطقه است. همچنین با اندازه گیري فاکتور غنی شدگی ،کروم غنی شدگی بینهایت شدید در منطقه نشان می دهد و بر طبق نظریه هرناندز، منشاء آنتروپوژنیک دارد.
-1 مقدمه
امروزه تولید انواع مختلف ترکیبات و مواد شیمیایی، باعث گردیده مواد سمی از جمله فلزات سنگین به طبیعت وارد گردد که براي انسان خطر زا می باشد . - Dabiri,1996 - یکی از مشکلات مهم در ارتباط با فلزات سنگین به نحوي است که پس از ورود به بدن ، دیگر از بدن دفع نشده و در بافتهائی مانند چربی، عضلات، استخوانها و مفاصل رسوب کرده و موجب بروز بیماریها و عوارض متعددي در بدن می شود - مهدي کرباسی و همکاران، . - 1388 .سردرد، فشارخون بالا، بیماریهاي کلیوي، عصبی، قلب و عروق، کم خونی و ... از اثرات سمی فلزات سنگین میباشد - Shah . - et al,2012 سنگهاي افیولیتی از جمله سنگهایی هستند که حاوي مقادیر زیادي فلزات سنگین می باشند. از جمله فلزات سنگین که در این نوع از سنگها وجود دارند می توان به کروم، آلومینیوم،کادمیوم و نیکل اشاره کرد.
کروم موجود در سرپانتینیتها بیشتر از نوع کروم 3 ظرفیتی میباشد - Oze, 2003 - اما تمرکز کروم 6 ظرفیتی در خاك بسیار کم میباشد. در آبهاي زیرزمینی کروم 3 ظرفیتی نسبت به 6 ظرفیتی کمی محلول است و غیرمتحرك است . - Rai et al ., 1988 - معمولا چشمه هاي آب در این مناطق از سنگهاي به شدت سرپانتینیته خارج می شوند و خاك هاي تشکیل شده نسبت به دیگر انواع خاك ها غلظت بالایی از فلزات سنگین میباشد Cancelar et al, - . - 2002 لذا واحدهاي افیولیتی سرپانتینتی شده پتانسیل زیادي در آلوده نمودن منابع آب و خاك دارد - قاسمی،رزم آرا ، . - 1392 مقاله فوق به ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در منابع آب و خاك حوالی معدن کرومیت فرومد میپردازد.
-2 زمین شناسی منطقه
منطقه مورد مطالعه در جنوب غربی زون افیولیتی سبزوار در بین 56 درجه 45 دقیقه طول شرقی و 36 درجه 37 دقیقه عرض شمالی واقع گردیده است. از ویژگیهاي بارز منطقه مورد مطالعه وجود سنگهاي افیولیتی میباشد. منطقه افیولیتی فرومد جزئی از زون افیولیتی سبزوار به شمار می آید - . - Alavi,1976 مطالعات صحرایی بر روي افیولیتهاي منطقه نشان داد، واحدهاي سنگی در منطقه شامل مجموعه افیولیتی - سرپانتینیت، هارزبورژیت، دونیت، کرومیت، گابروهاي لایه اي و بازالت - ، ولکانیک ها وآهک هاي پلاژیک با سن کرتاسه، کنگلومراهاي با جورشدگی بد و ماسه سنگ و آگلومرا کلاستیک با سن نئوژن و رسوبات کواترنري می باشند - شکل . - 1 ذخایرکرومیتی فرومد، درون رشته افیولیتی سبزوار قرارداشته وازنوع کرومیتهاي پادیفرم محسوب میشود و در داخل دونیت هاي سرپانتینیزه قرار گرفته است و بصورت عدسی هاي نامنظم و قطعات لایه مانند دیده می شود.
-3 روش نمونه برداري
نمونه برداري از منابع آب و خاك در اردیبهشت ماه 1393 به منظور تعیین مقادیر فلزات سنگین در منابع آب و خاك در منطقه فرومد به تعداد 10 نمونه خاك و 5 نمونه آب انجام شد. به منظور تعیین غلظت فلزات سنگین به روش ICP-MS ، نمونه هاي خاك به آزمایشگاه زر آزما ارسال گردید. همچنین به منظور تعیین خواص شیمیایی جهت تعیین غلظت فلزات سنگین به روش ICP-OES به مر کز تحقیقات فراوري مواد معدنی ایران - IMPRC - ارسال گردید. براي ارزیابی آلودگی فلزي در منابع آب از شاخص فلزي HPI و براي اندازه گیري آلودگی خاك از ضریب آلودگی ، فاکتور غنی شدگی ، استفاده گردیده است. براي ارتباط عناصر با یکدیگراز ضریب پیرسون و آنالیز خوشه اي استفاده گردیده است.
-4 بحث:
-1-4 ضریب پیرسون :
ضریب پیرسون، ارتباط عناصر سنگین با یکدیگر در نمونه هاي آب و خاك نشان میدهد. در جدول 1 ارتباط بین عناصر در نمونه هاي آب نشان داده شده است.با توجه به جدول فوق همبستگی مثبت و قوي بین آلومینیوم با آهن - r=0.998, p<0.01 - وجود دارد. همچنین همبستگی مثبت و قوي بین منیزیم با آهن و آلومینیوم - r=0.997, - p<0.01 ، - r=0.999, p<0.01 - دیده می شود. ارتباط قوي که بین آهن ، منگنز و آلومینیوم وجود دارد نشان از یک منشاء مشترك در این عناصر دارد.
همچنین براساس محاسبه ضریب پیرسون براي نمونه هاي خاك - جدول - 2، همبستگی قوي و مثبت آلومینیوم با کادمیوم - r=0.914, p<0.01 - وانادیوم با کروم - r=0.932, p<0.01 - وجود دارد که نشان از منشاء مشترك آنها میباشد. همبستگی منفی بین کادمیوم با کروم - r=-0.767, p<0.01 - ، وانادیوم با آرسنیک - - r=-0.642, p<0.01 و آلومینیوم با کروم - r=-0.624, p<0.01 - نشان از منشا متفاوت این عناصر دارد.
